Buğdayda Imidacloprid'in Emiliminin, Translokasyonunun ve Dağılımının Belirlenmesi

Günümüz tarımında, pestisitlerin kullanımı mahsul verimini artırmak için esastır. Neonikotinoid insektisitler, böcek sinir sistemindeki nikotinik asetilkolin reseptörlerini kontrol ederek membran potansiyel dengesini değiştirir, böylece böcek merkezi sinir sisteminin normal iletimini inhibe eder, böceklerin felce ve ölümüne yol açar¹. Geleneksel insektisitlerle karşılaştırıldığında, neonikotinoidlerin yeni etki modları, yüksek böcek öldürücü aktivite ve güçlü kök emilimi gibi avantajları vardır, bu da onları pestisit pazarında oldukça başarılı kılar ^2,3. Neonikotinoidlerin satış hacminin 2014 yılında dünya pestisit pazarının% 27’sini oluşturduğu bildirilmiştir. Neonikotinoidlerin yıllık ortalama büyüme oranı 2005’ten 2010’a kadar% 11.4 idi ve bunun yaklaşık% 7’si Çin’de kaydedildi ^4,5,6. 2016’nın sonundan 2017’nin ilk yarısına kadar, Çin’deki pestisit satışları düştükten sonra toparlanmaya başladı ve neonikotinoid insektisitlerin önemli bir fiyat artışı gösterdiği pestisit fiyatları artmaya devam etti⁷. Şimdiye kadar, her biri sırasıyla^piridin klorür, tiyazolil ve tetrahidrofuran nikotin grupları içeren üç nesil neonikotinoid insektisit geliştirilmiştir 8.

Imidacloprid, moleküler formülü C₉H₁₀ClN₅O₂ olan ve renksiz bir kristal olan ilk nesil neonikotinoid insektisitleri temsil eder. Imidacloprid, esas olarak yaprak bitleri, planthoppers, mealworms ve thrips⁹ gibi zararlıları kontrol etmek için kullanılır ve pirinç, buğday, mısır, pamuk gibi ürünlere ve patates gibi sebzelere ve meyve ağaçlarına uygulanabilir. Pestisitlerin uzun vadeli, önemli ve sürekli uygulanması nedeniyle, hem faydalı böcekler hem de zararlıların doğal düşmanları hızla azalmış ve bazı tarımsal zararlılar pestisitlere karşı dirençli hale gelmiş, bu da sürekli ve artan miktarlarda pestisit uygulama kısır döngüsüne neden olmuştur¹⁰. Buna ek olarak, pestisitlerin yaygın olarak uygulanması, toprak kalitesinin bozulmasına, tarım ürünlerinde kalıcı pestisit kalıntılarına ve sadece tarımsal ekolojik çevreye önemli zararlar vermekle kalmayıp aynı zamanda insan sağlığı için de ciddi bir tehdit oluşturan diğer ekolojik sorunlara yol açmıştır¹¹². Pestisit püskürtme, toprak mikroplarının ve toprak hayvanlarının büyümesini ve kalitesini ciddi şekilde etkiler¹³. Pestisitlerin mantıksız veya aşırı kullanımı, toprak ve su ortamı, hayvanlar ve bitkiler ve hatta insan yaşamı için önemli güvenlik risklerine neden olmuştur¹⁴. Son yıllarda, pestisitlerin yaygın olarak uygulanması ile ürünlerde aşırı pestisit kalıntıları sorunu daha da şiddetlenmiştir. Sebze verimini arttırmak için imidacloprid kullanıldığında, sebzelerde imidacloprid’in emilim oranı, imidacloprid^15’in miktarındaki ve kalıntısındaki artışla artmıştır. Önemli bir gıda ürünü olarak, buğdayın hem üretimi hem de güvenliği kritik öneme sahiptir. Bu nedenle buğday için kullanılan pestisitlerin kalıntı ve dağıtım politikalarının netleştirilmesi gerekmektedir.

Son yıllarda, imidacloprid kalıntılarını sudan, topraktan ve bitkilerden çıkarmak için birçok yöntem geliştirilmiştir. QuEChERS yöntemi (hızlı, kolay, ucuz, etkili, sağlam ve güvenli), katı fazlı mikroekstraksiyon teknolojisini ve dağınık katı faz ekstraksiyon teknolojisini birleştiren ve ekstraksiyon çözücüsü olarak asetonitril kullanımını ve sırasıyla NaCl ve susuz MgSO₄ kullanılarak numunedeki karışık safsızlıkların ve suyun uzaklaştırılmasını içeren yeni bir yöntemdir¹⁶. QuEChERS yöntemi minimum cam eşya gerektirir ve basit deneysel adımlara sahiptir, bu da onu en popüler pestisit ekstraksiyon yöntemlerinden biri haline getirir¹⁷. İmidaklopridin tespiti için, sıvı kromatografisi (LC) ile 1 × 10−9 g¹⁸ kadar düşük bir tespit sınırına ve gaz kromatografisi (GC) ile 1 × 10⁻¹¹ g¹⁹ kadar düşük bir tespit sınırına ulaşılmıştır. Yüksek çözünürlükleri ve hassasiyetleri nedeniyle, LC-MS ve GC-MS, 1 × 10-13 ila 1 × ^10-14 g^20,21 arasında daha düşük imidakloprid tespit sınırları göstermiştir; Bu nedenle, bu teknikler eser imidacloprid kalıntılarının analizi için çok uygundur.

Bu çalışmada, hedef kirletici olarak imidacloprid seçildi ve buğdaydaki imidacloprid kalıntılarının dağılımını incelemek için test ürünü olarak buğday seçildi. Bu protokol, hidroponik koşullar altında yetiştirilen buğday bitkilerinin farklı kısımlarında imidacloprid’in emilimini ve depolanmasını araştırarak, buğdaydaki pestisit imidacloprid’in zenginleştirilmesi ve transferinin kapsamlı analizi için bir yöntemi detaylandırmaktadır. Bu çalışma, buğdaydaki pestisit kalıntılarının risk değerlendirmesi için teorik bir temel sağlamayı, pestisit kalıntılarını azaltmak için pestisitlerin tarımsal üretim faaliyetlerinde akılcı uygulamasına rehberlik etmeyi ve bitkisel üretimin güvenliğini artırmayı amaçlamaktadır.