Determinación de clorantraniliprol 18,5% SC en el ecosistema arrocero y su evaluación de riesgos

Oct 05, 2023

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 5464 (2023) Citar este artículo

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El clorantraniliprol pertenece al grupo de las diamidas antranílicas y se usa ampliamente contra una amplia gama de plagas de lepidópteros en una variedad de plagas de vegetales y arroz, incluido el barrenador amarillo del tallo del arroz y la carpeta de hojas. Se realizaron pruebas de campo supervisadas durante Rabi (2018-2019) y Kharif (2019) para evaluar el patrón de disipación y la evaluación de riesgos del clorantraniliprol 18,5% SC en el ecosistema de arrozales luego de una aplicación foliar de 30 y 60 g ia ha-1 en dos temporadas de cultivo diferentes. Se utilizó la técnica QuEChERS modificada (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe) para la extracción de residuos de CAP con acetonitrilo y se determinó mediante LC-MS/MS (ESI +). El límite de cuantificación (LOQ) fue de 0,01 µg · g −1 para hojas de arroz, paja, cáscara y arroz integral, respectivamente, y 0,005 µg g−1 para suelo. Las recuperaciones promedio obtenidas fueron 84,30–88,92% de la hoja de arroz, 94,25–97,81% de la paja, 90,21–93,38% de la cáscara, 93,57–96,40% del arroz integral y 89,93–91,14% del suelo. Los residuos en las hojas de arroz se disiparon en 35 a 40 días con una vida media de 4,33 a 5,07 días en Rabi y de 3,92 a 4,86 ​​días en Kharif a 30 y 60 g ia ha-1, respectivamente. Los residuos en el suelo se disiparon en 15 a 21 días con una vida media de 14,44 a 15,75 días en Rabi y de 13,33 a 14,44 días en Kharif en las dosis respectivas. En la cosecha no se detectaron residuos de clorantraniliprol en la paja, la cáscara y el arroz integral. Se consideró que el riesgo dietético de la hoja de arroz (forraje verde) para el ganado era seguro para el consumo ya que el índice de peligro es inferior a uno. Se encontró que la evaluación del riesgo ecológico del suelo era inferior a uno (RQ <0,1) para las lombrices de tierra (Eisenia foetida) y los artrópodos (Aphidiusrhopalosiphi). El presente método podría ser útil en el análisis de residuos de clorantraniliproleres en diferentes ecosistemas de cultivos de cereales y hortalizas y su aplicación en la dosis recomendada es segura para el producto final en el momento de la cosecha.

El arroz es el cultivo alimentario más importante de la India para la investigación, la prioridad de producción y la seguridad alimentaria nacional. El uso repetido de insecticidas durante el período de crecimiento de los cultivos ha provocado la contaminación del medio ambiente y sus residuos en los productos agrícolas han provocado el consiguiente peligro para la salud de los organismos vivos1,2. El desarrollo de nuevas moléculas respetuosas con el medio ambiente para garantizar un menor riesgo para la salud humana y el medio ambiente ha llevado a una mejor comprensión de las posibles consecuencias de estos productos químicos tóxicos.

Clorantraniliprol (CAP) 3-Bromo-N-[4-cloro-2-metil-6[metilamina]carbonil]fenil]-1-(3-cloro-2-piridinil)-1Hpirazol-5carboxamida, un insecticida sistémico vegetal al que pertenece grupo de diamida antranílica con un modo de acción único llamado activadores del receptor de rianodina que altera la función muscular normal3. La activación de los receptores de rianodina de los insectos conduce a la liberación no regulada de calcio (Ca2+) de las células musculares del retículo sarcoplásmico, lo que provoca parálisis muscular deteriorada, cese de la alimentación, letargo y, finalmente, la muerte del insecto4. El CAP fue clasificado como un “pesticida de riesgo reducido” por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos5. Está disponible en dos formulaciones diferentes, a saber, clorantraniliprol 18,5 % SC (suspensión concentrada) y 0,4 % G (gránulos), recomendados en 150 ml ha-1 y 10 kg ha-1, respectivamente, contra el barrenador amarillo del tallo del arroz y el manejo de la plegadora de hojas6. Con una eficacia insecticida excepcional, alta actividad intrínseca en diferentes etapas de la vida de los insectos, sin resistencia cruzada a ningún insecticida actual, baja toxicidad para los mamíferos, buenas propiedades larvicidas, excelente perfil de protección para las abejas y otros polinizadores, artrópodos, microorganismos del suelo y lombrices de tierra beneficiosos7 .

Hasta ahora, los estudios CAP se han centrado predominantemente en la síntesis química, la eficacia, la toxicología y el modo de acción8,9,10. Sin embargo, se informaron muchas técnicas analíticas para la identificación y cuantificación de residuos de la PAC en diversos ecosistemas de cultivos, a saber, frutas, hortalizas, legumbres y cereales. En uva y tomate, usando HPLC con detector PDA11,12, coliflor usando HPLC equipado con un espectrómetro de masas13, gandul usando LC–MS/MS14, maíz usando UPLC-ESI–MS/MS15, maíz usando UPLC-MS/MS16, arroz utilizando HPLC–PDA y LC–ESI–MS/MS17,18. Determinación de diversos residuos de plaguicidas reportados en arroz19,20,21,22. La literatura revisada indicó claramente que la mayoría de los estudios de disipación de PAC se realizaron en el ecosistema vegetal2,12,23,24,25. Sin embargo, falta un estudio en el ecosistema de los arrozales utilizando LC-MS/MS en condiciones agroclimáticas de la India. Por lo tanto, se intenta desarrollar un método analítico altamente sensible y reproducible que incluya técnicas de extracción QuEChERS26,27 modificadas para procesar diferentes matrices de arroz, como hojas, paja, cáscara, arroz integral y tierra. El presente método es altamente sensible con un LOQ informado de 0,01 μg g-1 (hoja de arroz, paja, cáscara y arroz integral) y 0,005 μg g-1 (suelo), respectivamente, y tiene ventajas sobre otras técnicas en el análisis de niveles de trazas de CAP. en el ecosistema arrocero. Todas las matrices del presente estudio tienen utilidad después de la cosecha ya sea como productos industriales, granos alimenticios y alimento para animales. Además, se llevó a cabo una prueba de campo supervisada para estudiar la persistencia y disipación de CAP en el ecosistema de arroz y se calculó la vida media, el período de espera seguro y el riesgo asociado con el consumo de hojas verdes por parte del ganado y el riesgo ecológico del suelo para lombrices y artrópodos.

El estándar de referencia de CAP (99,50%) se obtuvo del Dr. Ehrenstorfer (Augsburg, Alemania). Se adquirió una formulación comercial de clorantraniliprol (CAP) 18,5% SC en la tienda local de pesticidas en Raichur, Karnataka, India. Los disolventes orgánicos de grado LC-MS (metanol y acetonitrilo) se adquirieron de JT Baker (Nueva Jersey, EE. UU.) con ≥ 99,50%. Se recogió agua de calidad HPLC (18,2 MΩ) con un sistema de purificación de agua Milli-Q. El negro de carbón grafitado (GCB) se adquirió de Sigma-Aldrich, y el PSA (amina secundaria primaria, 40 μm) de calidad analítica se adquirió de Agilent Technologies India Pvt. Limitado. Ltd., Bangalore. Todos los productos químicos y reactivos estándar se adquirieron en Himedia, Bengaluru, India.

Se preparó una solución madre estándar primaria de 1000 μg ml-1 utilizando material de referencia y se disolvió en metanol grado LC-MS. Además, se prepararon soluciones estándar de trabajo de aproximadamente 10 µg ml-1 a ​​partir de la solución madre primaria y se verificó el estudio de linealidad de concentraciones conocidas que oscilaban entre 0,005 y 1,0 µg ml-1. Se prepararon estándares de matriz equivalente a las mismas concentraciones agregando una solución CAP aproximada con extractos de muestra de control de hoja de arroz, paja, cáscara, arroz integral y suelo obtenidos por separado mediante el procedimiento de preparación de muestras que se describe a continuación. Todas las soluciones preparadas se colocaron a -20 °C hasta su uso posterior.

Se llevaron a cabo pruebas de campo supervisadas en la Estación de Investigación Agrícola (ARS) Gangavathis, situada en la zona seca nororiental (Zona-3) del estado de Karnataka (eco-subregión semiárida) a altitudes de 15° 15′4 N y 76° 31′. 40 longitudes E con una altitud de 419 m sobre el nivel medio del mar durante Rabi (2018-2019) y Kharif (2019), con 3 tratamientos y 8 repeticiones siguiendo el Diseño de Bloques Aleatorios (RBD). Para este experimento se seleccionó una variedad de arroz de larga duración, “BPT-5204” (145–150 días). Todas las prácticas agronómicas se realizaron cuando fue necesario. Se pulverizaron dos aplicaciones de CAP 18,5 % SC a 30 g ia ha-1 como dosis recomendada (RD) y 60 g ia ha-1 como el doble de la dosis recomendada (DRD) entre la etapa vegetativa y de macollamiento (60 y 75 días después del trasplante). con un intervalo de 15 días utilizando un pulverizador de compresión de mochila de gran volumen con boquilla de cono hueco. Durante la pulverización, se roció primero la dosis más baja y luego la dosis más alta para evitar la contaminación cruzada de los residuos. La parcela de control se roció con agua. Se tuvo cuidado de evitar la deriva permitiendo una zona de amortiguamiento de 6 pies. Se recogieron muestras de hoja de arroz (1 kg) y de suelo (1 kg) a intervalos regulares de 0, (2 h después de la pulverización), 1, 3, 5, 7, 10, 15, 21, 25, 30, 35 y 40 días. después de la segunda aplicación de la PAC. Se recolectaron muestras de suelo a una profundidad de 0 a 15 cm (10 a 15 sitios) de cada parcela replicada utilizando una barrena de suelo, se agruparon y se mantuvieron en un recipiente limpio y se eliminaron las materias extrañas (piedras/guijarros). En el momento de la cosecha, se tomaron muestras de grano de arroz (1 kg) y paja (1 kg) siguiendo el procedimiento de muestreo estándar28. Además, se obtuvieron muestras de arroz integral quitando la cáscara del arroz. Las muestras recolectadas se llevaron al laboratorio en condiciones de hielo seco y se mantuvieron en un congelador a -20 °C. Las muestras recolectadas se extrajeron y analizaron utilizando un método analítico validado.

En este estudio se consideró el método publicado por Naik et al.29 para la extracción de diferentes matrices. Las muestras de hojas de arroz se mezclaron, picaron y maceraron completamente usando un homogeneizador de alto volumen (Robot coup). Las muestras de paja se molieron completamente usando un mezclador de alto volumen y se pasaron a través de un tamiz de 2 mm para su posterior análisis. Se pesaron 5 g de muestra y se transfirieron a un tubo de centrífuga de polipropileno de 50 ml y se añadió agua destilada (10 ml) y se dejó reposar durante 30 minutos. Luego se agregaron 20 ml de acetonitrilo y se agitó durante 1 min. para que el disolvente interactúe con la matriz. A continuación, la mezcla de muestra se homogeneizó a 10 000–13 000 rpm durante 3 minutos utilizando un homogeneizador de bajo volumen. Además, se agregaron 3 g de cloruro de sodio y se agitaron inmediatamente durante 2 minutos y seguido de una centrifugación a 5000 rpm durante 5 minutos. a 10°C. Después de la centrifugación, se recogieron 12 ml del sobrenadante en un tubo de ensayo prellenado con 5 g de sulfato de sodio y se mezclaron adecuadamente para eliminar el contenido de humedad. Luego se transfirieron 8 ml de sobrenadante a un tubo de centrífuga de 15 ml que contenía 0,2 g de PSA, 0,4 g de sulfato de magnesio anhidro y 10 mg de GCB y se agitó la mezcla durante 2 minutos, seguido de una centrifugación a 5000 rpm durante 5 minutos a 10 °C. Posteriormente, se filtró 1 ml de sobrenadante directamente utilizando un filtro de nailon PTFE de 0,22 µm en viales para análisis LC-MS/MS adicionales30.

Se pesaron 20 g de muestra de suelo tamizada y se transfirieron a un matraz cónico de 250 ml, seguido de la adición de 12 ml de agua destilada y se dejó reposar durante 30 minutos. Luego se agregaron 20 mL de acetonitrilo y se agitó durante 4 h a 250 rpm en un agitador. Luego la mezcla se transfirió a un tubo de centrífuga de 50 ml y se centrifugó a 5000 rpm durante 3 minutos a 10 °C. Posteriormente, el sobrenadante se transfirió a un tubo de centrífuga de 50 ml que contenía 6 g de sulfato de magnesio anhidro, 1,5 g de cloruro de sodio, 1,5 g de citrato trisódico dihidrato y 750 mg de hidrocitrato disódico sesquihidrato y se agitó vigorosamente la mezcla durante 1 minuto, seguido de centrifugación. a 5000 rpm durante 5 min a 10 °C. Después de la centrifugación, se transfirieron 6 ml de sobrenadante a un tubo de centrífuga de 15 ml que contenía 150 mg de PSA y 900 mg de sulfato de magnesio anhidro y se agitó durante 30 segundos, seguido de una centrifugación durante 5 minutos a 5000 rpm. Luego se transfirieron 3 ml de sobrenadante a un tubo de ensayo y se evaporó el contenido hasta casi sequedad utilizando un evaporador instantáneo de nitrógeno a 35 °C. Posteriormente, se reconstituyó el residuo con 1,5 ml de metanol y se filtró el contenido utilizando un filtro de nailon de PTFE de 0,22 µ en viales de vidrio para muestreador automático para análisis LC-MS/MS.

Se ensambló el equipo Shimadzu Nexara X2 UHPLC con un depósito de disolvente, una unidad de desgasificación (DGU), bombas LC 30 AD, un muestreador automático SIL 30 AC y un horno de columna CTO 20 AC para el análisis cualitativo del compuesto utilizando la columna shimpack XR ODS a 40 °. C. El método se estandarizó con una fase móvil de solución de formiato de amonio (5 mM) + 2 mL de MeOH + 10 μl de ácido fórmico al 0,01% como solvente (A) y formiato de amonio (5 mM) + 10 μl de ácido fórmico (0,01%) en disolvente metanol (B). Un modo de gradiente de fase móvil con un caudal de 0,3 ml/min y 2 µl de volumen de inyección. Con una concentración inicial de 95% A y 5% B al inicio hasta 1,20 min. seguido de 5% A y 95% B hasta 5.00 min. El tiempo total de ejecución fue de 5,0 min.

La detección por espectrometría de masas se llevó a cabo en modo de iones positivos en un triple cuadrupolo LCMS 8040 equipado con ionización por electropulverización (ESI+). En el modo de monitoreo de reacciones múltiples (MRM), se realizó una estimación para seleccionar la transición de masa más intensa (valor m/z). Parámetros de adquisición para CAP, a saber, gas de secado (15,00 L min-1), temperatura del bloque térmico (400 °C), flujo de gas de nebulización (2,90 L min-1), voltaje de la fuente de iones (4,5 kV), temperatura de la línea de desolvatación (250 °C), temperatura del bloque de inyección (250 °C) y límite de presión de la bomba A, bomba B (máx. 1300 bar, mín. 0 bar). Para la colisión se utilizó gas argón con una presión de 230 kpa. Utilizando el programa (LabSolution® Versión 1.5), se realizó el control del instrumento, el registro y análisis de datos.

El método analítico cuantitativo fue desarrollado y validado según SANTE/12,682/201931,32 determinando los siguientes parámetros de validación, a saber, especificidad, linealidad, efecto de matriz, LOQ, veracidad (recuperación), precisión (repetibilidad-intradía), precisión (reproducibilidad). -interdía), relación de iones.

Especificidad: La especificidad en la matriz para los residuos de pesticidas se evaluó analizando seis muestras en blanco individuales no fortificadas y se comparó con el solvente estándar para detectar la presencia de compuestos deseados para detectar posibles interferencias (Fig. 2).

Linealidad: La verificación de linealidad se evaluó con una escala de 7 puntos (0,005–1,0 μg mL-1) de CAP preparado en disolvente estándar y extracto de matriz de control y se evaluó la desviación de la concentración lineal inyectada de la concentración lineal real (residuales) en función de la ecuación de regresión lineal. Se dibujó un gráfico de linealidad trazando las concentraciones frente al área del pico obtenida del cromatograma LC-MS/MS, y también se registró el coeficiente de determinación (R2). Los residuos se calcularon utilizando la siguiente fórmula:

Efecto matriz (ME): la supresión y mejora de la señal se denomina efecto matriz y se evaluó en diferentes extractos para evitar resultados falsos positivos y falsos negativos. Los criterios de aceptación fueron ± 20%. El efecto matriz se evaluó utilizando la siguiente fórmula:

LOQ: se determinó añadiendo, en el nivel de pico más bajo, cumpliendo con los criterios de rendimiento del método para la veracidad con una recuperación del 70 al 120 % y una desviación estándar relativa, RSD ≤ 20 %.

Veracidad (recuperación): según las pautas SANTE/12,682/2019, se aceptan de 1 a 10 veces los niveles LOQ. Las muestras de control no tratadas se fortificaron con CAP en tres niveles: 0,01, 0,05 y 0,1 μg g-1 para muestras de hoja de arroz, paja, cáscara y arroz integral y 0,005, 0,01, 0,02 para muestras de suelo.

Precisión (repetibilidad intradía): La prueba de repetibilidad se determinó añadiendo el estándar CAP a la matriz de control a 1, 5 y 10 veces el nivel LOQ con seis repeticiones y se inyectó tres veces en LC-MS/MS el mismo día. Calculó la concentración obtenida de la muestra enriquecida y luego calculó el porcentaje de recuperación. El límite de aceptación para la recuperación fue del 70% al 120% y RSD ≤ 20%.

Precisión (reproducibilidad-entre días): La precisión del método se determinó con respecto a la reproducibilidad de la desviación estándar relativa de las seis réplicas y se llevó a cabo mediante un experimento de adición similar a 1, 5 y 10 veces del nivel LOQ en un día posterior. Se calculó el porcentaje de recuperación y RSD comparándolos con un día diferente del experimento.

Proporción de iones: la proporción de iones se calculó en función de la intensidad del ion cuantificador y calificador.

Determinación LC-MS/MS de clorantraniliprol junto con el MRM a 0,1 µg g-1.

(a) Cromatograma LC-MS/MS de la matriz en blanco de hojas de arroz (b) matriz en blanco de suelo de arroz.

La ingesta diaria estimada (IDE) se calculó multiplicando la concentración de residuos (mg/kg) de CAP en las hojas de arroz obtenidas en condiciones de campo por la tasa de consumo promedio per cápita de forraje verde (kg animal-1 día-1), dividida por la Peso corporal promedio del animal. La tasa de consumo promedio per cápita de forraje verde en ganado seco y en leche fue de 3,40 y 4,75 kg animal-1 día-1 según la base de datos del proyecto NATP y el peso corporal promedio del ganado seco y en leche es de 245 y 280 kg. , respectivamente33. Según el procedimiento dado por la Organización Mundial de la Salud (OMS, Ginebra), el Índice de Peligro (HI) se estimó dividiendo el EDI (mg kg-1 día-1) por sus valores relevantes de Ingesta Diaria Aceptable (IDA) expresados ​​como mg kg. −1 peso corporal (pc) día−1. El valor de la IDA de CAP es de 1,6 mg kg-1 día-1. Si el valor del índice de peligro es superior a 1, entonces el alimento no es apto o no es seguro para el consumo del ganado (riesgo inaceptable), mientras que un valor inferior a 1 indica que es seguro para el consumo del ganado (riesgo aceptable)34.

En el documento de orientación técnica sobre evaluación de riesgos, el cociente de riesgo (RQ) para artrópodos (Aphidius rhopalosiphi) y lombrices de tierra (Eisenia foetida) se evaluó según lo especificado en las directrices35. El valor agudo de LR50 (750 g/ha) de 14 días para artrópodos (Aphidius rhopalosiphi) y el valor de CL50 (1098 mg/kg) para lombrices de tierra (Eisenia foetida) se tomaron de la base de datos de propiedades de pesticidas para evaluar el valor del cociente de riesgo para artrópodos y lombrices de tierra36,37. Al dividir la toxicidad con un factor de evaluación de 1000, se calculó la concentración prevista sin efecto (PNEC). El cociente de riesgo del suelo se calculó utilizando la fórmula RQ = EC/PNEC, donde EC = Concentración Efectiva38. Indica riesgo bajo si RQ ˂ 0,1, y si los valores de RQ están entre 0,1 y 1,0, indica riesgo moderado. RQ de ˃ 1 muestra un riesgo inaceptable de residuos de CAP en el suelo del cultivo de arroz39.

El método analítico cuantitativo se desarrolló y validó según las directrices SANTE/12.682/201931. Las transiciones de masa observadas y las energías de colisión utilizadas en la cuantificación de CAP se enumeran en la Tabla 1. Se observaron iones de fragmentación a m/z 452,95, 285,90 y 177,05 mediante el escaneo de iones de producto de CAP. La transición más intensa (m/z) de 452,95 se utilizó para la cuantificación, mientras que el ion producto (m/z) de 285,90 y 177,05 se empleó para confirmar los residuos de CAP en las muestras (Fig. 1). Según el método desarrollado, se encontró que CAP eluía con un tiempo de retención de 1,05 ± 0,1 min. La relación de iones entre la intensidad del ion de cuantificación y los iones calificadores se utilizó como parámetro confirmatorio de la CAP analizada en matrices seleccionadas y se encontró que la relación de iones estaba dentro del límite aceptable de ± 30% en todas las concentraciones enriquecidas. La linealidad del método mostró un coeficiente de correlación (r2) de 0,999 para todas las matrices y de 0,998 para el solvente estándar (Tabla 2). El efecto matriz fue de 14.42, 18.66, 6.11, 4.39 y 5.78% para hoja, paja, cáscara, arroz integral y suelo, respectivamente (Cuadro 3). El límite de cuantificación (LOQ) fue de 0,01 µg g-1 para hojas de arroz, paja, cáscara y arroz integral, respectivamente, y de 0,005 µg g-1 para el suelo (Tabla 3). Las recuperaciones promedio obtenidas fueron 84,30–88,92% (hoja), 94,25–97,81% (paja), 90,21–93,38% (cáscara), 93,57–96,40% (arroz integral) y 89,93–91,14% (suelo) y cumplieron con los criterios de aceptación de 70-120% de recuperación y RSD de ≤ 20% (Fig. 3). El porcentaje de recuperación en términos de repetibilidad (el mismo día) y reproducibilidad (día siguiente) se encontró entre 70 y 120 % y una RSD de ≤ 20 %. Los resultados se muestran en la Tabla 3.

Cromatograma de recuperación de (a) cáscara a 0,01 µg g-1 (b) hoja de arroz a 0,01 µg g-1 (c) paja de arroz a 0,01 µg g-1 (d) arroz integral a 0,01 µg g-1, (e) suelo a un nivel de fortificación de 0,005 µg g-1.

Los residuos de CAP en hojas de arroz y suelo obtenidos de ensayos de campo se sometieron a una ecuación cinética de disipación de primer orden, es decir, Ct = Coe−kt, Ct es la concentración de pesticida (μg g−1) en el tiempo t (día), Co es la concentración inicial aparente después de la aplicación (μg g−1) y k es la constante de la tasa de degradación30. La vida media de CAP (T1/2) se calculó como T1/2 = log2/k40. T1/2 es la vida media del insecticida en las hojas y el suelo del arroz.

Los depósitos iniciales, la dinámica de degradación y la vida media del CAP en la hoja de arroz tanto para Rabi como para Kharif se muestran en la Tabla 2. Hay una rápida pérdida de residuos de CAP dentro de las primeras 24 h después del tratamiento y posteriormente, se observó una tasa de disipación más lenta ( Tabla 4). La deposición inicial media de CAP fue mayor en Rabi (2,599 µg g-1) en comparación con Kharif (2,347 µg g-1) con 30 g aiha-1. De manera similar, a 60 g de aiha-1 también la deposición de residuos es mayor en Rabi (5,975 µg g-1) que en Kharif (5,680 µg g-1). Durante rabi, los residuos se degradaron de 1,988 a 0,023 y de 4,735 a 0,047 µg g-1. , representando una pérdida del 99,12 y 99,23%, respectivamente, en RD y DRD. De manera similar, durante Kharif, los residuos se disiparon gradualmente de 1,852 a 0,012 y de 4,620 a 0,017 µg g-1 después de la aplicación, lo que representó una pérdida de 99,49 y 99,70%, respectivamente, en RD y DRD. Los residuos en ambas temporadas alcanzaron un nivel inferior al de cuantificación (0,01 µg g-1) el día 35 y 40 después de la aplicación en RD y DRD, respectivamente. Varios factores, a saber, el pesticida y su formulación, la concentración de un ingrediente activo, las características del sustrato, el tipo de planta, el crecimiento de la parte de la planta, la forma de la planta y los parámetros climáticos como la humedad relativa, la temperatura, la precipitación y el movimiento del viento influyen en el depósito inicial de residuos en ambas temporadas30. La vida media registrada en hoja de arroz fue de 4,33 días (Ct = 2,2179e−0,160t) (RD) y 5,07 días (Ct = 6,1144e−0,137t) (DRD) en Rabi y 3,92 (Ct = 2,419e−0,177t ) días (RD) y 4,86 ​​(Ct = 5,8263e−0,143t) días (DRD) en Kharif con 30 y 60 g ia ha−1, respectivamente. Los residuos en el momento de la cosecha en arroz integral, cáscara y paja estaban por debajo del límite detectable (< 0,01 µg g-1) en ambas dosis aplicadas, lo que indica que la aplicación de CAP es segura desde el punto de vista de los residuos.

Los residuos promedio de CAP en el suelo fueron 0.013, 0.030, 0.024, 0.019 y 0.012 µg g-1 después de 0 (2 h), 1, 3, 5 y 7 días, respectivamente para RD y 0.022, 0.052, 0.043, 0.030, 0.025 y 0,022 para DRD después de 0 (2 h), 1, 3, 5, 7 y 10 días, respectivamente, después de la segunda pulverización durante la temporada de Rabi (Fig. 4). Durante la temporada Kharif, los residuos promedio de CAP en el suelo fueron 0,012, 0,028, 0,022, 0,017 y 0,011 µg g-1 después de 0 (2 h), 1, 3, 5 y 7 días, respectivamente para RD y 0,020, 0,047, 0,040, 0,034. , 0,025 y 0,018 para DRD después de 0 (2 h), 1, 3, 5, 7 y 10 días, respectivamente (Fig. 5). Los resultados actuales mostraron un fuerte aumento en los residuos de CAP de 2 h a 1 día tanto en Rabi como en Kharif. Los residuos de CAP durante Rabi se disiparon a la mitad de su concentración (T1/2) en 14,44 días (Ct = 0,0215e0,048t) y 15,75 días (Ct = 0,0371e0,044t) y durante Kharif la vida media fue de 13,33 días (Ct = 0,0202e0,052t) y 14,44 días (Ct = 0,036e0,048t) para RD y DRD, respectivamente.

Disipación de clorantraniliprol 18,5% SC en suelo de arroz durante rabi a la dosis recomendada y el doble de la dosis recomendada.

Disipación de clorantraniliprol 18,5% SC en suelo de arroz durante kharif en la dosis recomendada y el doble de la dosis recomendada.

Los datos de disipación de residuos se utilizan para calcular la evaluación de riesgos de la CAP aplicada en hojas de arroz en condiciones de campo abierto. El índice de peligro calculado (HI) reflejó menos de uno a partir de los 0 días (después de 2 h) después de la aplicación del CAP, independientemente de las dosis en ambas estaciones (Tablas 5 y 6), lo que indica que la hoja de arroz era segura para el consumo tanto en forma seca como en leche. ganado.

El RQ de CAP en el suelo indicó un riesgo bajo (RQ ˂ 0,1) para artrópodos y lombrices de tierra en ambas dosis después de la aplicación (Tabla 7). Se observaron resultados similares cuando se aplicó CAP al suelo de campos de tomates y al suelo de campos de okra2,25.

En el presente estudio, se desarrolló y validó el método analítico de espectrometría de masas LC para CAP en diferentes matrices de arroz (hojas, cáscara, paja, arroz integral y suelo). La recuperación de CAP en diferentes matrices estuvo en el rango de 70 a 120% con una precisión satisfactoria (RSD ≤ 20%). El estudio de disipación de CAP en las hojas de arroz durante ambas estaciones muestra una diferencia en la deposición de residuos que puede deberse a diversos factores químicos y físicos que desempeñan un papel importante en la degradación de los pesticidas, a saber, la luz, el calor, la humedad y el pH15,16. Los residuos de CAP en la hoja de arroz se disiparon con el tiempo, aunque la pérdida del pesticida aplicado también puede depender de la dilución provocada por el crecimiento de la planta tratada. La vida media del CAP en la paja de arroz (3,50 días) se observó en la provincia china de Zhejiang18; 3,2, 4,4 y 6,3 días (paja de arroz) en las regiones de Zhejiang, Hunan y Shandong de China41, en paja de maíz 4,9 y 5,4 días en la región de Henan y Shandong de China15. Bhardwaj et al.17 informaron que los residuos de CAP en plantas de arroz basmati estaban por debajo del límite de determinación de 0,05 mg kg-1 a los 15 y 20 días después de la aplicación y no revelaron la presencia de residuos de CAP en granos de basmati, salvado, cáscara y paja. en la cosecha. Vijayasree et al.23 informaron que los depósitos iniciales de CAP en frutos de caupí fueron de 0,55 mg kg-1 a 30 g ia ha-1 y alcanzaron un límite de determinación inferior a 0,05 mg kg-1 10 días después de la aplicación del pesticida. Los residuos iniciales de CAP en dosis única (30 g ia ha-1) y doble (60 g ia ha-1) en los frutos de berenjena fueron 0,72 y 1,48 mg kg-1, mientras que en los frutos de okra, los residuos fueron 0,48 y 0,91. mg kg-1, respectivamente. Los residuos alcanzaron un nivel detectable por debajo de 0,01 mg kg-1 el décimo día24. Los depósitos iniciales de CAP fueron 0,18 y 0,29 mg kg-1 en cuajadas de coliflor @ 9,25 y 18,5 g ia ha-1, respectivamente y alcanzaron menos del nivel de cuantificación de 0,05 mg kg-1 en 3 y 5 días, respectivamente13. Malhat11 informó la persistencia de residuos de CAP en frutos de uva con un depósito inicial promedio de 2.829 mg kg−1 @ 60 mL por Feddan y se disipó hasta un límite indetectable 21 días después del tratamiento. Los residuos de CAP en frutos de tomate con depósitos iniciales de 2,30 mg kg-1 después de 60 ml por Feddan, disminuyeron a 1,712 mg kg-1 dentro de las 24 h, después de que se informó la aplicación y el residuo alcanzó menos del límite de cuantificación de 0,03 mg kg-1. a los 21 días después de la aplicación12. En otro estudio, los residuos de CAP se disiparon por debajo del nivel detectable 10 días después de la segunda pulverización con una vida media de 2,21 y 1,26 días en frutos de okra y tomate, respectivamente2,25. La presente discusión indica claramente una menor persistencia de la naturaleza de PAC en el ecosistema vegetal en comparación con el ecosistema arrocero.

En el estudio de disipación del suelo, un fuerte aumento en los residuos de CAP de 2 h a 1 día puede deberse a que las propiedades químicas del CAP contribuyen al período de equilibrio de adsorción en el ecosistema de los arrozales entre el agua y el suelo durante 2 h. La fuerte adsorción de CAP en el suelo puede deberse al mayor contenido de materia orgánica del suelo y al mayor pH. La materia orgánica y el pH del suelo estudiado fue de 1,53% y 7,82, respectivamente en el presente estudio. Se puede observar que la mayor degradación del CAP se produjo dentro de la primera semana después de la aplicación. Sin embargo, durante los días siguientes el deterioro se produjo a un ritmo más lento. Zhang et al.18 también observaron un fuerte aumento en los residuos de CAP que se produjo entre 2 y 8 h en el suelo del arrozal. Zhang et al.18 encontraron que la vida media de la CAP en suelo de arroz fue de 16,0 días, mientras que Malhat et al.12 informaron un valor de vida media (t1/2) de 3,66 días para la CAP en suelo de tomate. La tasa de disipación en el suelo de los arrozales fue significativamente menor que la del ecosistema vegetal (vida media de 9,0 a 10,7 días)42. Los residuos terminales en el suelo de los arrozales en el momento de la cosecha en ambas temporadas estaban por debajo del límite detectable (< 0,005 µg g-1) independientemente de las dosis aplicadas.

En conclusión, se desarrolló y validó con éxito un método LC-MS/MS simple, sensible y eficiente (recuperación: 70–120 % y RSD ≤ 20 %) para determinar los residuos de CAP en el ecosistema del arroz. Los hallazgos del estudio revelaron que la CAP a 30 y 60 g ia ha-1 tiene una vida corta en el ecosistema del arroz y no registró residuos en la paja ni en los granos cosechados. Por lo tanto, confirma que dos aplicaciones a la dosis recomendada podrían ser apropiadas para controlar plagas de insectos clave y no dejaron ningún residuo en el producto final. Este método propuesto podría ser útil para monitorear los residuos de la PAC en otros cereales y cultivos de hortalizas destinados al consumo.

Los conjuntos de datos generados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a solicitud razonable.

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Descargar referencias

Los autores están en deuda con el Laboratorio de Análisis de Residuos de Pesticidas y Calidad de los Alimentos (PRFQAL), de la Universidad de Ciencias Agrícolas, Raichur, Karnataka, por el apoyo a las instalaciones de investigación del laboratorio y con la Estación de Investigación Agrícola (ARS) Gangavathi, por el trabajo de campo.

Este proyecto se llevó a cabo con el apoyo financiero de la universidad como un Programa de Investigación de la Facultad [Número de becas de investigación: COM/UAS/5869/2019–20].

Laboratorio de Análisis de Residuos de Pesticidas y Calidad de los Alimentos, Universidad de Ciencias Agrícolas, Raichur, Karnataka, 584 104, India

Saraswati Mahato, R. Harischandra Naik, M. Bheemanna, MS Pallavi, Sujay Hurali, Saroja Narsing Rao y M. Nagaraj Naik

Facultad de Horticultura, Bangalore, Universidad de Ciencias Hortícolas, Bagalkot, India

R. Harischandra Naik

Laboratorio de Toxicología de Pesticidas, Universidad Agrícola de Tamil Nadu, Coimbatore, Tamil Nadu, 641003, India

M.Paramsivam

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Conceptualización, Metodología: [RHN, MB, MSP, MP]; Análisis e investigación formal: [SM, RHN, MB, SH, MSP, PA, RSN, MP]; Recursos: [MB, RHN, PA, SH, SNR, MNN]; Escritura-revisión y edición: [RHN, SM, MSP, MP].

Correspondencia a R. Harischandra Naik.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Mahato, S., Naik, RH, Bheemanna, M. et al. Determinación de clorantraniliprol 18,5% SC en el ecosistema arrocero y su evaluación de riesgos. Representante científico 13, 5464 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-32422-w

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Recibido: 01 de septiembre de 2022

Aceptado: 27 de marzo de 2023

Publicado: 04 de abril de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-32422-w

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