Determinazione del clorantraniliprolo 18,5% SC nell'ecosistema della risaia e relativa valutazione del rischio

Oct 05, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 5464 (2023) Citare questo articolo

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Il clorantraniliprolo appartiene al gruppo della diammide antranilica ed è ampiamente utilizzato contro un'ampia gamma di parassiti lepidotteri in una varietà di parassiti di verdure e riso, tra cui la piralide dello stelo del riso giallo e la piegatrice delle foglie. Sono state condotte prove sul campo supervisionate durante Rabi (2018-2019) e Kharif (2019) per valutare il modello di dissipazione e la valutazione del rischio del clorantraniliprolo 18,5% SC nell'ecosistema della risaia dopo l'applicazione fogliare a 30 e 60 g ai ha-1 in due diverse stagioni di coltivazione. La tecnica QuEChERS modificata (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe) è stata utilizzata per l'estrazione dei residui di CAP con acetonitrile e determinata mediante LC–MS/MS (ESI +). Il limite di quantificazione (LOQ) era 0,01 µg g −1 rispettivamente per foglie di riso, paglia, lolla e riso integrale e 0,005 µg g−1 per il suolo. I recuperi medi ottenuti sono stati 84,30–88,92% dalle foglie di risone, 94,25–97,81% dalla paglia, 90,21–93,38% dalla lolla, 93,57–96,40% dal riso integrale e 89,93–91,14% dal suolo. I residui nelle foglie di riso si dissipavano entro 35–40 giorni con un'emivita di 4,33–5,07 giorni in Rabi e 3,92–4,86 giorni in Kharif a 30 e 60 g ai ha−1, rispettivamente. I residui nel suolo si dissipavano entro 15–21 giorni con un’emivita di 14,44–15,75 giorni in Rabi e 13,33–14,44 giorni in Kharif alle rispettive dosi. Al momento del raccolto non sono stati rilevati residui di clorantraniliprolo nella paglia, nella lolla e nel riso integrale. Il rischio alimentare derivante dalle foglie di riso (foraggio verde) per i bovini è risultato sicuro per il consumo poiché l'indice di pericolo è inferiore a uno. La valutazione del rischio ecologico del suolo è risultata inferiore a uno (RQ < 0,1) per i lombrichi (Eisenia foetida) e gli artropodi (Aphidiusrhopalosiphi). Il presente metodo potrebbe essere utile nell'analisi dei residui di clorantraniliprole in diversi ecosistemi di colture di cereali e ortaggi e l'applicazione alla dose raccomandata è sicura per il prodotto finale al momento del raccolto.

Il riso è la coltura alimentare più importante dell'India per la ricerca, la priorità produttiva e la sicurezza alimentare nazionale. L'uso ripetuto di insetticidi durante il periodo di crescita delle colture ha portato alla contaminazione dell'ambiente e i loro residui nei prodotti agricoli hanno portato a conseguenti rischi per la salute degli organismi viventi1,2. Lo sviluppo di nuove molecole rispettose dell'ambiente per garantire minori rischi per la salute umana e l'ambiente ha portato a una migliore comprensione delle possibili conseguenze di tali sostanze chimiche tossiche.

Chlorantraniliprole (CAP) 3-Bromo-N-[4-cloro-2-metil-6[metilammina]carbonil]fenil]-1-(3-cloro-2-piridinil)-1Hpirazolo-5carbossammide, un insetticida sistemico vegetale appartiene a gruppo diammide antranilica con una modalità d'azione unica chiamata attivatori del recettore della rianodina che interrompono la normale funzione muscolare3. L'attivazione dei recettori della rianodina negli insetti porta al rilascio non regolato di calcio (Ca2+) dalle cellule muscolari del reticolo sarcoplasmatico con conseguente compromissione della paralisi muscolare, cessazione dell'alimentazione, letargia e infine morte dell'insetto4. Il CAP è stato classificato come “pesticida a rischio ridotto” dalla Environmental Protection Agency degli Stati Uniti5. È disponibile in due diverse formulazioni, vale a dire Chlorantraniliprole 18,5% SC (concentrato di sospensione) e 0,4% G (granuli) consigliati a 150 mL ha−1 e 10 kg ha−1, rispettivamente contro la piralide dello stelo del riso giallo e la gestione della piegatura delle foglie6. Con eccezionale efficacia insetticida, elevata attività intrinseca sui diversi stadi di vita degli insetti, nessuna resistenza incrociata agli insetticidi attuali, bassa tossicità per i mammiferi, buone proprietà larvicide, eccellente profilo di protezione per le api mellifere e altri impollinatori benefici, artropodi, microrganismi del suolo e lombrichi7 .

Gli studi sulla CAP si sono finora concentrati prevalentemente sulla sintesi chimica, sull’efficacia, sulla tossicologia e sulla modalità d’azione8,9,10. Tuttavia, sono state riportate molte tecniche analitiche per l'identificazione e la quantificazione dei residui della PAC su diversi ecosistemi colturali, ovvero frutta, verdura, legumi e cereali. Nell'uva e nel pomodoro, utilizzando HPLC con rilevatore PDA11,12, cavolfiore utilizzando HPLC dotato di spettrometro di massa13, pisello piccione utilizzando LC–MS/MS14, mais utilizzando UPLC-ESI–MS/MS15, mais utilizzando UPLC-MS/MS16, riso utilizzando HPLC–PDA e LC–ESI–MS/MS17,18. Determinazione di vari residui di pesticidi riportati nel riso19,20,21,22. La letteratura esaminata indica chiaramente che la maggior parte degli studi di dissipazione sulla PAC sono stati condotti nell'ecosistema vegetale2,12,23,24,25. Tuttavia, manca uno studio sull’ecosistema della risaia utilizzando LC-MS/MS nelle condizioni agroclimatiche indiane. Pertanto, si sta tentando di sviluppare un metodo analitico altamente sensibile e riproducibile che coinvolga tecniche di estrazione QuEChERS modificate26,27 per la lavorazione di diverse matrici di risone come foglie, paglia, lolla, riso integrale e terreno. Il presente metodo è altamente sensibile con un LOQ riportato di 0,01 μg g−1 (foglie di risone, paglia, lolla e riso integrale) e 0,005 μg g−1 (terreno), rispettivamente, rappresenta il vantaggio rispetto ad altre tecniche nell'analisi a livello di tracce della PAC nell'ecosistema della risaia. Tutte le matrici nel presente studio hanno utilità dopo il raccolto sia come prodotti industriali, cereali e mangimi per animali. Inoltre, è stata condotta una prova sul campo supervisionata per studiare la persistenza e la dissipazione della PAC nell’ecosistema della risaia e per calcolare l’emivita, il periodo di attesa sicuro e il rischio associato al consumo di foglie verdi da parte dei bovini e il rischio ecologico del suolo per lombrichi e artropodi.