$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
W dzisiejszej agronomii, stosowanie pestycydów jest niezbędne do zwiększenia plonów. Neonikotynoidowe środki owadobójcze zmieniają równowagę potencjału błonowego poprzez kontrolowanie nikotynowych receptorów acetylocholiny w układzie nerwowym owadów, hamując w ten sposób normalne przewodnictwo ośrodkowego układu nerwowego owadów, prowadząc do paraliżu i śmierci owadów1. W porównaniu z tradycyjnymi insektycydami, neonikotynoidy mają takie zalety, jak nowatorskie sposoby działania, wysoka aktywność owadobójcza i silna absorpcja korzeni, dzięki czemu odnoszą duże sukcesy na rynku pestycydów2,3. Wielkość sprzedaży neonikotynoidów stanowiła 27% światowego rynku pestycydów w 2014 r. Średnia roczna stopa wzrostu neonikotynoidów wyniosła 11,4% od 2005 do 2010 roku, z czego około 7% zarejestrowano w Chinach4,5,6. Od końca 2016 r. do pierwszej połowy 2017 r. sprzedaż pestycydów w Chinach zaczęła odbijać się po spadku, a ceny pestycydów nadal rosły, wśród których znaczny wzrost cen wykazały insektycydy neonikotynoidowe7. Do tej pory opracowano trzy generacje insektycydów neonikotynoidowych, z których każda zawiera odpowiednio grupy nikotyny chlorku pirydyny, tiazolylu i tetrahydrofuranu8.
Imidaklopryd reprezentuje pierwszą generację insektycydów neonikotynoidowych, których wzór cząsteczkowy to C9H10ClN5O2 i jest bezbarwnym kryształem. Imidaklopryd jest używany głównie do zwalczania szkodników, takich jak mszyce, skoczki, larwy mącznika i wciornastki9 i może być stosowany do upraw takich jak ryż, pszenica, kukurydza, bawełna i warzywa, takie jak ziemniaki, a także drzewa owocowe. Ze względu na długotrwałe, znaczne i ciągłe stosowanie pestycydów, zarówno pożyteczne owady, jak i naturalni wrogowie szkodników zostały szybko zredukowane, a niektóre szkodniki rolnicze stały się odporne na pestycydy, co spowodowało błędne koło stosowania ciągłych i rosnących ilości pestycydów10. Ponadto szerokie stosowanie pestycydów doprowadziło do pogorszenia jakości gleby, trwałych pozostałości pestycydów w produktach rolnych i innych problemów ekologicznych, które nie tylko powodują znaczne szkody w rolniczym środowisku ekologicznym11, ale także stanowią poważne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego12. Opryskiwanie pestycydami ma poważny wpływ na wzrost i jakość mikroorganizmów glebowych i zwierząt glebowych13. Nieuzasadnione lub nadmierne stosowanie pestycydów spowodowało poważne zagrożenia dla bezpieczeństwa gleby i środowiska wodnego, zwierząt i roślin, a nawet życia ludzkiego14. W ostatnich latach problem nadmiernych pozostałości pestycydów w uprawach stał się bardziej dotkliwy w związku z intensywnym stosowaniem pestycydów. Gdy imidaklopryd był stosowany w celu zwiększenia plonów warzyw, szybkość wchłaniania imidakloprydu w warzywach wzrastała wraz ze wzrostem ilości i reszty imidakloprydu15. Ponieważ pszenica jest główną uprawą żywności, zarówno produkcja, jak i bezpieczeństwo pszenicy mają kluczowe znaczenie. W związku z tym należy wyjaśnić politykę w zakresie pozostałości i dystrybucji pestycydów stosowanych w uprawie pszenicy.
W ostatnich latach opracowano wiele metod ekstrakcji pozostałości imidakloprydu z wody, gleby i roślin. Metoda QuEChERS (szybka, łatwa, tania, skuteczna, wytrzymała i bezpieczna) to nowa metoda, która łączy technologię mikroekstrakcji do fazy stałej i technologię rozproszonej ekstrakcji do fazy stałej i polega na użyciu acetonitrylu jako rozpuszczalnika ekstrakcyjnego oraz usunięciu zmieszanych zanieczyszczeń i wody w próbce za pomocą odpowiednio NaCl i bezwodnego MgSO416. Metoda QuEChERS wymaga minimalnej ilości szkła i składa się z prostych etapów eksperymentalnych, co czyni ją jedną z najpopularniejszych metod ekstrakcji pestycydów17. Dla wykrywania imidakloprydu granicę wykrywalności wynoszącą zaledwie 1 × 10−9 g18 osiągnięto za pomocą chromatografii cieczowej (LC), a za pomocą chromatografii gazowej (GC) osiągnięto granicę wykrywalności 1 × 10−11 g19. Ze względu na wysoką rozdzielczość i czułość, LC-MS i GC-MS wykazały jeszcze niższe granice wykrywalności imidakloprydu wynoszące 1 × 10-13 do 1 × 10-14 g20,21; Techniki te są zatem dobrze przystosowane do analizy śladowych reszt imidakloprydu.
W obecnym badaniu, imidaklopryd został wybrany jako docelowe zanieczyszczenie, a pszenica została wybrana jako uprawa testowa do zbadania rozkładu pozostałości imidakloprydu w pszenicy. Protokół ten szczegółowo opisuje metodę kompleksowej analizy wzbogacania i przenoszenia pestycydu imidachloprydu w pszenicy poprzez badanie wchłaniania i przechowywania imidakloprydu w różnych częściach roślin pszenicy uprawianych w warunkach hydroponicznych. Niniejsze badania mają na celu zapewnienie teoretycznych podstaw do oceny ryzyka pozostałości pestycydów w pszenicy, ukierunkowanie racjonalnego stosowania pestycydów w działalności rolniczej w celu zmniejszenia pozostałości pestycydów oraz poprawy bezpieczeństwa produkcji roślinnej.