全 文 ：　文章编号 :100028551 (2000) 0520295206
结合态14C2绿黄隆和/ 或其降解物的
释放与释出物的组成研究
孙锦荷　郭江峰　叶庆富
(浙江大学原子核农业科学研究所 ,农业部核农学开放实验室　浙江 杭州　310029)
摘 　要 :结合态的14C2绿黄隆和/ 或其降解物 (14C2BR0)在水稻生态系统中可分解释放。
在 1、2、3、4、6μg/ g 土14C2BR0 中 ,于直播水稻和移栽苗 (4μg/ g 土14C2BR0) 分别经 39d
和 29d 后 ,14C 释出率分别达 7510 %、6817 %、6216 %、5810 %及 7014 %。其中绝大部
分以挥发性态14 C 逸走 ,其次存留在土壤中 ,少量被秧苗吸收 ,并能抑制秧苗的发育
生长。留在土壤中的可提态残留物 ( ER2) 对水稻的毒害与绿黄隆相似 ,经 HPLC 分
析 ,检测到它含有绿黄隆及其 2 种主要降解物 ,即邻氯苯磺酰胺和均三嗪胺。
关键词 :绿黄隆 ;释放 ;结合态残留 ;降解物
收稿日期 :1999212221
基金项目 :国家自然科学基金和浙江省科委资助项目
作者简介 :孙锦荷(1939～) ,女 ,江苏常熟人 ,浙江大学教授、博士生导师。研究方向 :核农学、同位素示踪及农业环境化学
绿黄隆 12(22氯苯基磺酰)232(42甲基262甲氧基21、3、52三嗪222基)脲是 80 年代初由美国杜
邦公司开发的一种广谱和高效的磺酰脲类除草剂 ,它已广泛应用于麦田。然而国内外均有报
道 ,其在土壤中的残留物会对后茬作物产生药害[1 ,2 ] ,甚至不可提取的结合态残留 BR0 也会影
响水稻等作物的生长。虽已有采用超临界流体萃取和高温蒸馏法或湿热法进行 BR0 的释放
研究[3 ,4 ] ,但进行释放时的条件都较剧烈。至今 ,国内外尚未见有关释出物组成及 BR0 对后茬
作物药害原因的报道。为此 ,本论文利用14C2绿黄隆研究了水稻秧苗生长在施用14C2绿黄隆后
得到的仅含结合态14C2残留物 (14 C2BR0) 的土壤中使14 C2BR0 分解释出、释出物的组成及其对
水稻生长的影响等。为阐明14C2BR0 的形成和对后茬作物的药害提供科学依据。
1 　材料与方法
111 　试剂与土壤
14C2绿黄隆由中国农业科学院原子能利用研究所制备 ,放射性比活度为 6017kBq/ mg ,放
射化学纯度大于 9512 % ,化学纯度大于 96 %。其化学结构和标记位置如下图所示 ( 3 表示14 C
标记位置) :
Cl
SO2NHCNH
O
N
N
N
OCH33
CH3
592　核 农 学 报　2000 ,14 (5) :295～300Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
绿黄隆标样由美国 Dikma 公司提供 ,纯度 98 % ;均三嗪胺及邻氯苯磺酰胺标样由江苏激
素研究所提供 ,纯度分别为 97 %和 95 %。其它试剂均为分析纯。
供试土壤取自浙江大学实验农场 ,其 p H( H2O)为 7166 ,有机质含量为 2114g/ kg ,粉粒、砂
粒及粘粒含量分别为 39 %、43 %和 18 %。
112 　含14C2BR0 土壤的制备
在上述去杂过 1mm 筛的风干土中 ,按 1g 土加入 3715μg 14 C2绿黄隆比例制得 319kg 土
壤 ,然后加水 ,在培养箱 (25 ℃) 暗条件下培养[3 ] 。100d 后将处理土风干 ,按土壤∶甲醇为 1∶1
进行搅拌 ,离心重复提取 10 余次 ,直至提取液用液闪仪 (L SC)测定其放射性仅为本底 1 倍 ,相
当 015g 土的提取液为 109dpm ,而此时土渣的放射性高达 36 ×103dpm (用燃烧法和 L SC 测
定) [5 ] 。前者仅为后者的 013 % ,即得仅含结合态14C2绿黄隆和/ 或其降解物 (14C2BR0)的土壤。
113 　14C2BR0 的释放试验
合并的甲醇提取液
浓缩 (旋转浓缩器)
蒸去甲醇至约 5ml
←15mlNaHCO3 + Na2CO3 缓冲液
调 p H ≤10
←CHCl3
萃取 3 次
弃 CHCl3 →
水相
←HCl
调 p H = 3
超过滤
←水洗
过滤液
过 C18 柱
←水洗
←乙酸乙酯淋洗
水相
浓缩
定容
HPLC
乙酸乙酯相
蒸干
甲醇定容
HPLC
图 1 　可提态 (14C2ER2)分离及预处理示意图
11311 　播种和移栽 　取风干土 12 份 ,置于小塑料
桶中 ,分别加入上述制得的14 C2BR0 土壤混匀 ,分别
制得含 1、2、4、4、6μg/ g 土 14 C2BR0 (以 14 C2绿黄隆
3645dmp/μg 计)土壤各 1kg ,各处理重复 2 个 ,并设
对照。向各处理加入水 300ml , Espino 营养液
100ml ,平衡 1d 后播入催芽 2d 露白的浙辐 123 水稻
种子 25 颗。另在 4μg/ g 土14 C2BR0 中 ,移入 2 叶期
秧苗 4 丛 (5 株/ 丛) 。隔天各补加蒸发水。
11312 　取样及分析 　播种后观察出苗与生长情况 ,
并在 18、23 和 30d 及移栽后 13、21 和 28d 拍摄照
片 ,在播种后 39d 和移栽 29d ,取出各处理中的秧苗
(合并重复苗) ,洗去根部土 ,50 ℃烘干后剪碎、磨粉、
称重。按 1g 干样加 20ml 甲醇 ,在 26 ℃振荡仪上
(200rpm)提取 6h (各做两重复) ,过夜后用 L SC 测
定可提态的放射性 (14 C2ER1) 。提取过的残渣用燃
烧法测定结合态的放射性 (14C2BR1) 。
取出秧苗后的土壤风干 ,混匀 ,按 1g 土加 5ml
甲醇进行如上提取 1h ,重复 5 次 (各处理都重复 3
个) 。合并提取液 ,浓缩、定容。各取 015ml 用 L SC
测定 ,得到土壤中的可提态14 C2ER2 的放射性。提
取过的土渣 ,再用燃烧法测定仍以结合态存在 (未释
出)的14C2BR2 。
114 　土壤中的14C2ER2 对水稻的毒性
取 5 份 100g 风干土 ,置于培养皿中 ,分别作 CK
(A) 、加入绿黄隆 (B) 、14C2ER2 (C) (从 6μg/ g 土14C2BR0 处理土样提取得到) 、邻氯苯磺酰胺 (D)
和均三嗪胺 ( E)的甲醇溶液 ,使其浓度均达到 1μg/ g 土 ,混匀 ,待甲醇挥发尽后 ,各加入 50ml
水 ,播入与前同的水稻种子 ,每天补加蒸发之水。在播种后 19d 分别拍摄成苗及生长情况。
692 核　农　学　报 14 卷
115 　土壤中的14C2ER2 组成分析
将取出苗后的 6μg/ g 土14C2BR0 处理土样用上面同样方法提取 ,得到的可提态 (14 C2ER2)
进行分离及预处理 (见图 1) ,供高效液相色谱 ( HPLC)分析。
HPLC分析采用 C18 416 ×25cm 分析柱 ,waters 486 可调波长 UV 检测器 254nm ,waters
510 泵 ,流动相 H2O∶乙腈 = 65∶35 (v/ v) ,流速 1ml/ min ,进样量 20μl。
先分析 3 种标样 (绿黄隆、邻氯苯磺酰胺和均三嗪胺) 混合溶液 ,然后在同样条件下 ,分析
上述得到的水相和有机相。
2 　结果和讨论
211 　14C2BR0 的分解释放
A 　直播 30d 　sowing 30d
B 　移栽 21d 　transplanting 212day
图版 Ⅰ　14C2BR0 对水稻生长的抑制作用
Plate Ⅰ　Inhibition of 14C2BR0 on rice growth
在 1、2、4、6 和 4μg/ g 土14C2BR0 土壤中的直播稻、移栽苗与 CK的出苗及苗的生长情况如
图版 Ⅰ中 A、B 所示。前两者与 CK存在明显差异。同时 ,从各处理取出秧苗时 (除 CK外) ,发
现根部周围变黑 ,表示水稻种子和秧苗受到了14C2BR0 的毒害。我们推测14C2BR0在水、土壤微
生物作用下部分分解了 ,这些分解产物被水稻种子和秧苗吸收后抑制了其生长发育。
792　5 期 结合态14C2绿黄隆和/ 或其降解物的释放与释出物的组成研究
表 1 　释出的14C在水稻秧苗、土壤中和逸走的量及释出率
Table 1 　Contents of 14C released in rice seedings ,soil and escape , and released ratio of 14C
处理a
treatment
(μg/ g soil)
总活度
total
activity
BR0
(dpm ×103)
秧苗 seedlings
可提态14C
extractable
14C ER1
(dpm ×103)
结合态14C
bound 14C
BR1
(dpm ×103)
土壤 soil
可提态14C
extractable
14C ER2
(dpm ×103)
结合态14Cb
bound 14Cb
BR2
(dpm ×103)
挥发态14Cb
volatile 14Cb
(dpm ×103)
释出率c
released
ratio of 14C
( %)
1 3645 215 219 517 910 221319 7510
(24) (6017)
2 7290 417 814 932 2281 406717 6817
(3112) (5518)
4 14580 618 1319 1720 5448 739714 6216
(3714) (5017)
6 21870 912 1718 2531 9186 1013319 5810
(42) (4613)
4 (移栽) 14580 3314 5017 1445 4315 875812 7014
transplanting (2916) 6011
注 :a —按14C2绿黄隆计算 (3645dpm/μg) ;b —括号中的值都表示在结合态和挥发态14C 占释出 14C 的百分率 ;c —释出率 ( %)
= (BR0 - BR2) / BR0 ×100 %.
Note :a —Calculated by 14C2Chlorsulfuron ;b —The figures in parenthese indicated the ratio of 14C2released in bound and volatilizing
phase ;c —Released ratio ( %) = (BR0 - BR2) / BR0 ×100 %
　　用 L SC 和燃烧法测定秧苗和土壤中的放射性活度 ,结果列于表 1。表 1 表明 ,在秧苗中都
含有14C ,证实了上述的推测。秧苗吸收的14 C 部分呈可提态 (14 C2ER1) ,部分呈不可提态 (14 C2
BR1) 。且直播稻苗中的14C2含量随土壤中14C2BR0 增加而增加。而移栽苗吸收的14C 又高于直
播稻苗。同时 ,土壤的可提态14C2ER2 远远高于秧苗的14C2ER1 ,但仍有约 30 %～40 %的14C 以
不可提的结合态14C2BR2 存在。
在平衡计算时发现 ,从14C2BR0 释出的14 C 绝大部分挥发 (本试验未收集 ,表中数据为计算
值) 。据 J1Strek 报道 ,绿黄隆在水、土壤系统中主要发生磺酰脲键断裂 ,形成邻氯苯磺酰胺和
均三嗪胺 ,后者主要进一步降解成 CO2 [6 ] 。所以推测挥发的主要是14 CO2 ,其次残留在土壤中
(即14C2ER2) ,还有少量被秧苗吸收。因此 ,根据土壤中持留的14C2BR2 ,可计算14C2BR0 在水稻2土壤系统中的释出率 ( %) ,即为 (BR02BR2/ BR0 ) ×100 %。本试验其释出率达 5810 %～
7510 %。
212 　土壤释出的14C2ER2 对水稻的毒性
从 6μg/ g 土14C2BR0 土样得到的14 C2ER2 与绿黄隆、邻氯苯磺酰胺和均三嗪胺对直播稻的
生长发育影响结果如图版 Ⅱ所示。图中显而易见 ,14 C2ER2 与母体对水稻的生长发育所起的
抑制作用相似 ,而两种降解物则与 CK相似 ,这与文献报道它们无植物毒性相一致[6 ] 。
213 　14C2BR0 释出物的组成
绿黄隆及其主要降解物标样和从土壤提取到的释出物14 C2ER2 经 HPLC 分析的结果分别
如图 2 和表 2 所示。图 2 为 3 种标样的 HPLC 图谱 ,表 2 为土壤提取液的 HPLC 分析结果 ,由
图版 Ⅰ和表 2 可见 ,在提取液中含有绿黄隆及其两种主要降解物 ,邻氯苯磺酰胺和均三嗪胺 ,
它们的相对含量如表 2。
892 核　农　学　报 14 卷
图版 Ⅱ　14C2ER2 、绿黄隆及其主要降解物对直播稻的生长影响
Plate Ⅱ　Impact of extractable 14C residues , chlorsulfuron and
its major degraded products on sowing rice growth
A :CK;B :绿黄隆 ;C : 14C2ER2 ;D :邻氯苯磺酰胺 ; E :均三嗪胺
A :control ;B :chlorsulfuron ;C :extractable 14C residues ;D :chlorobenzenesulfonamide ; E :triazine amine
图 2 　绿黄隆及其降解物标样的 HPLC 图谱
Fig. 2 　Chromatograms of standards , chlorsulfuron and its
major degraded products analysed by HPLC
表 2 　土壤提取液的 HPLC分析
Table 2 　Results of soil extracts analysed by HPLC
标样 standards
滞留时间
RT(min)
浓度
concentration (μg/ ml)
　均三嗪胺 triazine amine 41543 410
　邻氯苯磺酰胺 chlorobenzenesulfonamide 51640 810
　绿黄隆 chlorsulfuron 131040 810
提取液 extracts
　水相 water phase
　均三嗪胺 triazine amine 41373 ,41415 014254 ,015139
　有机相 organic phase
　均三嗪胺 triazine amine 41415 ,41423 011800 ,011239
　邻氯苯磺酰胺 chlorobenzenesulfonamide 51673 ,51682 316712 ,213227
　绿黄隆 chlorsulfuron 121848 ,131040 116434 ,116983
992　5 期 结合态14C2绿黄隆和/ 或其降解物的释放与释出物的组成研究
将这些结果与上面土壤提取液对水稻毒性试验结果联系说明 ,在施用氯磺隆后 ,它和/ 或
其主要降解物在土壤中与有机质形成了结合态残留 (14 C2BR0) [7 ] ,而14 C2BR0 在一定条件下
(如水、土壤微生物作用)又可分解释放出来 ,除绝大部分为挥发态14 C 逸走外 ,还有相当量的
绿黄隆、均三嗪胺和邻氯苯磺酰胺持留在土壤中。因此 ,我们认为14C2绿黄隆结合态残留 (14C2
BR0)对后茬作物的毒害是它释出物中的母体所为。
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REL EASE OF BOUND 14C2CHLORSULFURON
AND/ OR ITS DEGRADED PROD UCTS AND THE COMPONENTS
OF REL EASED PROD UCTS
SUN Jin2he 　GUO Jiang2feng 　YE Qing2fu
( Instit ute of N uclear A gricult ural Sciences , Zhejiang U niversity , Key L aboratory of
N uclear A gricult ural Sciences , the Minist ry of A gricult ure , Hangz hou , Zhejiang prov . 　310029)
ABSTRACT :Bound 14 C2chlorsulf uron and/ or its degraded products( 14 C2BR0) could be decom2
posed and released in model rice ecosystem. 14C2released ratio from sowing and transplanting rice
ecosystems were 5810 %～7510 %,most of which was in form of volatil izing 14C, a part of which
existed in soil , and only a small part was absorbed by rice seedl ings and inhibited the growth.
Extracts of soil contained chlorsulf uron and its major degraded products , chlorobenzene2
sulfonamide and triazine amine.
Key words :chlorsulfuron ; release ; bound residue ; degraded product
003 Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
2000 ,14 (5) :294～300