Tack för att du besöker Nature.com. Du använder en webbläsarversion med begränsat CSS-stöd. För bästa möjliga upplevelse rekommenderar vi att du använder en uppdaterad webbläsare (eller inaktiverar kompatibilitetsläge i Internet Explorer). För att säkerställa fortsatt stöd visar vi dessutom webbplatsen utan stilar och JavaScript.
Skjutreglage som visar tre artiklar per bild. Använd bakåt- och nästa-knapparna för att navigera mellan bilderna, eller bildkontrollknapparna i slutet för att navigera mellan varje bild.
Kadmiumföroreningar (Cd) utgör ett hot mot odlingen av medicinalväxten Panax notoginseng i Yunnan-provinsen. Under förhållanden med exogen Cd-stress genomfördes ett fältexperiment för att förstå effekten av kalktillförsel (0,750, 2250 och 3750 kg bm-2) och oxalsyrabesprutning (0, 0,1 och 0,2 mol l-1) på Cd-ackumulering och antioxidantverkan. Systemiska och medicinska komponenter som påverkar Panax notoginseng. Resultaten visade att bränd kalk och bladbesprutning med oxalsyra kunde öka Ca2+-nivåerna i Panax notoginseng under Cd-stress och minska Cd2+-toxicitet. Tillsats av kalk och oxalsyra ökade aktiviteten hos antioxidantenzymer och förändrade metabolismen hos osmoregulatorer. CAT-aktiviteten ökade mest signifikant och ökade 2,77 gånger. Den högsta aktiviteten av SOD ökade med 1,78 gånger vid behandling med oxalsyra. Halten av MDA minskade med 58,38 %. Det finns en mycket signifikant korrelation mellan lösligt socker, fri aminosyra, prolin och lösligt protein. Kalk och oxalsyra kan öka kalciumjoner (Ca2+), minska Cd, förbättra stresstoleransen i Panax notoginseng och öka den totala saponin- och flavonoidproduktionen. Halten av Cd var den lägsta, 68,57 % lägre än i kontrollen, vilket motsvarade standardvärdet (Cd≤0,5 mg/kg, GB/T 19086-2008). Andelen SPN var 7,73 %, vilket nådde den högsta nivån för varje behandling, och halten av flavonoider ökade signifikant med 21,74 %, vilket nådde läkemedlets standardvärde och det bästa utbytet.
Kadmium (Cd), som är en vanlig förorening i odlad jord, migrerar lätt och har betydande biologisk toxicitet1. El Shafei et al.2 rapporterade att Cd-toxicitet påverkar kvaliteten och produktiviteten hos de växter som används. Under senare år har fenomenet med överskott av kadmium i jorden på odlad mark i sydvästra Kina blivit mycket allvarligt. Yunnan-provinsen är Kinas kungarike för biologisk mångfald, bland vilka medicinalväxtarter rankas först i landet. De rika mineralresurserna i Yunnan-provinsen leder dock oundvikligen till tungmetallförorening av jorden under gruvdriftsprocessen, vilket påverkar produktionen av lokala medicinalväxter.
Panax notoginseng (Burkill) Chen3 är en mycket värdefull flerårig örtmedicinalväxt som tillhör släktet Araliaceae Panax ginseng. Panax notoginseng-roten främjar blodcirkulationen, eliminerar blodstas och lindrar smärta. Den huvudsakliga produktionsplatsen är Wenshan prefektur, Yunnan-provinsen5. Kadmiumkontaminering förekom på mer än 75 % av jordytan i planteringsområdet för Panax notoginseng och översteg 81–100 % på olika platser6. Den toxiska effekten av Kadmium minskar också kraftigt produktionen av medicinska komponenter i Panax notoginseng, särskilt saponiner och flavonoider. Saponiner är en klass av aglykoner, bland vilka aglykoner är triterpenoider eller spirosteraner, vilka är de huvudsakliga aktiva ingredienserna i många kinesiska örtmediciner och innehåller saponiner. Vissa saponiner har också värdefulla biologiska aktiviteter såsom antibakteriell aktivitet, febernedsättande, lugnande och cancerbekämpande aktivitet7. Flavonoider hänvisar generellt till en serie föreningar där två bensenringar med fenoliska hydroxylgrupper är sammanlänkade genom tre centrala kolatomer, och huvudkärnan är 2-fenylkromanon 8. Det är en stark antioxidant som effektivt kan avlägsna fria syreradikaler i växter, hämma utsöndring av inflammatoriska biologiska enzymer, främja sårläkning och smärtlindring samt sänka kolesterolnivåerna. Det är en av de viktigaste aktiva ingredienserna i Panax Ginseng. Att lösa problemet med jordföroreningar med kadmium i produktionsområdena för Panax notoginseng är en nödvändig förutsättning för att säkerställa produktionen av dess viktigaste medicinska komponenter.
Kalk är ett vanligt passiveringsmedel för att fixera kadmiumföroreningar i jorden in situ. Det påverkar adsorptionen och avsättningen av Cd i jorden och minskar den biologiska aktiviteten hos Cd i jorden genom att öka pH-värdet och ändra jordens katjonbyteskapacitet (CEC), jordens saltmättnad (BS), jordens redoxpotential (Eh)3,11 effektivitet. Dessutom ger kalk en stor mängd Ca2+, vilket bildar jonantagonism med Cd2+, konkurrerar om rotadsorptionsställen, förhindrar Cd-transport till skottet och har låg biologisk toxicitet. Med tillsats av 50 mmol l-1 Ca under Cd-stress hämmades Cd-transporten i sesamblad och Cd-ackumuleringen minskade med 80 %. Många relaterade studier har rapporterats om ris (Oryza sativa L.) och andra grödor12,13.
Att spraya bladen på grödor för att kontrollera ansamlingen av tungmetaller är en ny metod för att hantera tungmetaller på senare år. Principen är huvudsakligen relaterad till kelatbildningsreaktionen i växtceller, vilket orsakar att tungmetaller avsätts på cellväggen och hämmar upptaget av tungmetaller av växter14,15. Som ett stabilt dikarboxylsyrakelatbildande medel kan oxalsyra direkt kelera tungmetalljoner i växter, vilket minskar toxiciteten. Studier har visat att oxalsyra i sojabönor kan kelera Cd2+ och frigöra Cd-innehållande kristaller genom trikomernas apikala celler, vilket minskar kroppens Cd2+-nivåer16. Oxalsyra kan reglera jordens pH-värde, öka aktiviteten hos superoxiddismutas (SOD), peroxidas (POD) och katalas (CAT), samt reglera infiltration av lösligt socker, lösligt protein, fria aminosyror och prolin. Metaboliska modulatorer 17,18. Sura ämnen och överskott av Ca2+ i oxalatväxter bildar kalciumoxalatfällningar under inverkan av groddproteiner. Reglering av Ca2+-koncentrationen i växter kan effektivt reglera löst oxalsyra och Ca2+ i växter och undvika överdriven ansamling av oxalsyra och Ca2+19,20.
Mängden kalk som appliceras är en av de viktigaste faktorerna som påverkar effekten av restaureringen. Det har fastställts att kalkförbrukningen varierar från 750 till 6000 kg·h·m−2. För sura jordar med pH 5,0-5,5 var effekten av kalktillförsel vid en dos på 3000-6000 kg·h·m−2 signifikant högre än vid en dos på 750 kg·h·m−221. Emellertid kommer överdriven applicering av kalk att orsaka vissa negativa effekter på jorden, såsom stora förändringar i jordens pH och jordpackning22. Därför satte vi CaO-behandlingsnivåerna till 0, 750, 2250 och 3750 kg·h·m−2. När oxalsyra applicerades på Arabidopsis fann vi att Ca2+ reducerades signifikant vid 10 mM L-1, och CRT-genfamiljen som påverkar Ca2+-signaleringen var starkt responsiv20. Sammantaget från några tidigare studier gjorde det möjligt för oss att bestämma koncentrationen i detta experiment och fortsätta att studera interaktionen mellan exogena tillsatser på Ca2+ och Cd2+23,24,25. Denna studie syftar därför till att undersöka regleringsmekanismen för effekterna av topisk kalkapplicering och bladbesprutning av oxalsyra på Cd-halten och stresstoleransen hos Panax notoginseng i Cd-förorenade jordar, och att ytterligare utforska de bästa sätten att garantera medicinsk kvalitet. Exit Panax notoginseng. Det ger värdefull information för att vägleda expansionen av örtbaserad odling i kadmiumförorenade jordar och tillhandahållandet av högkvalitativ, hållbar produktion för att möta marknadens efterfrågan på läkemedel.
Med den lokala sorten Wenshan notoginseng som material utfördes ett fältexperiment i Lannizhai (24°11′N, 104°3′Ö, höjd 1446 m), Qiubei län, Wenshan prefektur, Yunnanprovinsen. Den genomsnittliga årstemperaturen är 17°C och den genomsnittliga årsnederbörden är 1250 mm. Bakgrundsvärden för den studerade jorden: TN 0,57 g kg-1, TP 1,64 g kg-1, TC 16,31 g kg-1, RH 31,86 g kg-1, alkaliskt hydrolyserad N 88,82 mg kg-1, effektivt P 18,55 mg kg-1, tillgängligt K 100,37 mg kg-1, totalt Cd 0,3 mg kg-1 och pH 5,4.
Den 10 december applicerades 6 mg/kg Cd2+ (CdCl2 2,5H2O) och kalk (0,750, 2250 och 3750 kg h m-2) och blandades med matjorden 0–10 cm i varje parsell, 2017. Varje behandling upprepades 3 gånger. Experimentparsellerna placerades slumpmässigt, arean för varje parsell var 3 m2. Ett år gamla Panax notoginseng-plantor omplanterades efter 15 dagars odling i jord. Vid användning av skuggnät är ljusintensiteten för Panax notoginseng i skuggkronan cirka 18 % av den normala naturliga ljusintensiteten. Odla enligt lokala traditionella odlingsmetoder. Vid mognadsstadiet för Panax notoginseng år 2019 kommer oxalsyra att sprayas som natriumoxalat. Koncentrationen av oxalsyra var 0, 0,1 respektive 0,2 mol l-1, och pH-värdet justerades till 5,16 med NaOH för att efterlikna det genomsnittliga pH-värdet för restfiltratet. Spraya bladens övre och nedre ytor en gång i veckan klockan 8.00. Efter sprayning fyra gånger skördades 3 år gamla Panax notoginseng-plantor vecka 5.
I november 2019 samlades tre år gamla Panax notoginseng-plantor behandlade med oxalsyra in i fält. Några prover av 3 år gamla Panax notoginseng-plantor som skulle testas för fysiologisk metabolism och enzymatisk aktivitet placerades i frysrör, frystes snabbt in i flytande kväve och överfördes sedan till kylskåp vid -80 °C. Andelen mogna plantor i rotproverna måste bestämmas för Cd och innehållet av den aktiva ingrediensen. Efter tvättning med kranvatten, torka vid 105 °C i 30 minuter, håll massan vid 75 °C och mal proverna i en mortel.
Väg upp 0,2 g torkade växtprover i en Erlenmeyerkolv, tillsätt 8 ml HNO3 och 2 ml HClO4 och förslut över natten. Nästa dag placeras tratten med böjd hals i en triangulär kolv för elektrotermisk sönderdelning tills vit rök uppstår och sönderdelningslösningen blir klar. Efter kylning till rumstemperatur överfördes blandningen till en 10 ml mätkolv. Cd-halten bestämdes med en atomabsorptionsspektrometer (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA). (GB/T 23739-2009).
Väg upp 0,2 g torkade växtprover i en 50 ml plastflaska, tillsätt 10 ml 1 mol l-1 HCL, stäng och skaka i 15 timmar och filtrera. Använd en pipett för att dra upp den mängd filtrat som krävs för lämplig utspädning och tillsätt SrCl2-lösningen för att få Sr2+-koncentrationen till 1 g L-1. Ca-halten bestämdes med en atomabsorptionsspektrometer (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA).
För referenskitmetod för malondialdehyd (MDA), superoxiddismutas (SOD), peroxidas (POD) och katalas (CAT) (DNM-9602, Beijing Pulang New Technology Co., Ltd., produktregistreringsnummer), använd motsvarande mätkit nr: Jingyaodianji (kvasi) word 2013 nr 2400147).
Väg upp 0,05 g av Panax notoginseng-provet och tillsätt antron-svavelsyrareagenset längs rörets sida. Skaka röret i 2–3 sekunder för att blanda vätskan noggrant. Placera röret på provrörsstället i 15 minuter. Halten av lösliga sockerarter bestämdes med UV-synlig spektrofotometri (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Kina) vid en våglängd på 620 nm.
Väg 0,5 g av ett färskt prov av Panax notoginseng, mal det till ett homogenat med 5 ml destillerat vatten och centrifugera vid 10 000 g i 10 minuter. Späd supernatanten till en bestämd volym. Coomassie Brilliant Blue-metoden användes. Halten av lösligt protein bestämdes med hjälp av spektrofotometri i de ultravioletta och synliga områdena av spektrumet (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Kina) vid en våglängd av 595 nm och beräknades från standardkurvan för bovint serumalbumin.
Väg 0,5 g färskt prov, tillsätt 5 ml 10 % ättiksyra för att mala och homogenisera, filtrera och späd till konstant volym. Kromogen metod med ninhydrinlösning. Halten av fria aminosyror bestämdes med ultraviolett-synlig spektrofotometri (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Kina) vid en våglängd av 570 nm och beräknades från standardleucinkurvan.
Väg upp 0,5 g av ett färskt prov, tillsätt 5 ml av en 3% lösning av sulfosalicylsyra, värm i ett vattenbad och skaka i 10 minuter. Efter kylning filtrerades lösningen och späddes till konstant volym. Den kromogena metoden med surt ninhydrin användes. Prolinhalten bestämdes med UV-synlig spektrofotometri (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Kina) vid en våglängd av 520 nm och beräknades från prolinstandardkurvan.
Saponinhalten bestämdes med högtrycksvätskekromatografi (HPLC) i enlighet med Folkrepubliken Kinas farmakopé (utgåva 2015). Grundprincipen för HPLC är att använda en högtrycksvätska som mobil fas och att tillämpa en högeffektiv separationsteknik på en stationär faskolonn för ultrafina partiklar. Funktionsfärdigheterna är följande:
HPLC-förhållanden och systemlämplighetstest (tabell 1): Gradienteluering utfördes enligt följande tabell, med användning av kiselgel bunden med oktadecylsilan som fyllmedel, acetonitril som mobil fas A, vatten som mobil fas B, och detektionsvåglängden var 203 nm. Antalet teoretiska koppar beräknat från R1-toppen av Panax notoginseng-saponiner bör vara minst 4000.
Beredning av referenslösningen: Väg noggrant ginsenosiderna Rg1, ginsenosiderna Rb1 och notoginsenosiderna R1, tillsätt metanol för att erhålla en blandad lösning av 0,4 mg ginsenosid Rg1, 0,4 mg ginsenosid Rb1 och 0,1 mg notoginsenosid R1 per ml.
Beredning av testlösning: Väg upp 0,6 g Sanxin-pulver och tillsätt 50 ml metanol. Blandningen vägdes (W1) och fick stå över natten. Den blandade lösningen kokades sedan lätt i ett vattenbad vid 80 °C i 2 timmar. Efter kylning, väg den blandade lösningen och tillsätt den resulterande metanolen till den första massan av W1. Skaka sedan väl och filtrera. Filtratet lämnades för bestämning.
Saponinhalten absorberades noggrant av 10 µl av standardlösningen och 10 µl av filtratet och injicerades i HPLC (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.)24.
Standardkurva: bestämning av Rg1, Rb1, R1 blandad standardlösning, kromatografiförhållandena är desamma som ovan. Beräkna standardkurvan med den uppmätta topparean på y-axeln och koncentrationen av saponin i standardlösningen på abscissan. Sätt in provets uppmätta topparean i standardkurvan för att beräkna saponinkoncentrationen.
Väg upp ett 0,1 g prov av P. notogensings och tillsätt 50 ml 70 % CH3OH-lösning. Sonikera i 2 timmar och centrifugera sedan vid 4000 rpm i 10 minuter. Ta 1 ml av supernatanten och späd den 12 gånger. Halten av flavonoider bestämdes med ultraviolett-synlig spektrofotometri (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Kina) vid en våglängd av 249 nm. Quercetin är en vanlig rikligt förekommande substans8.
Data organiserades med hjälp av Excel 2010. Variansanalys av data utvärderades med hjälp av SPSS Statistics 20. Bilden är ritad av Origin Pro 9.1. Den beräknade statistiken inkluderar medelvärde ± standardavvikelse. Uttalanden om statistisk signifikans är baserade på P < 0,05.
Vid bladbesprutning med samma koncentration av oxalsyra ökade Ca-halten i rötterna hos *Panax notoginseng* signifikant med ökande kalktillförsel (tabell 2). Jämfört med ingen kalktillförsel ökade Ca-halten med 212 % vid 3750 kg ppm kalk utan oxalsyrabesprutning. Vid samma kalktillförsel ökade kalciumhalten något med ökande oxalsyrakoncentration.
Cd-halten i rötterna varierade från 0,22 till 0,70 mg/kg. Vid samma sprutkoncentration av oxalsyra minskade halten av 2250 kg hm-2 Cd signifikant med ökande kalkanvändning. Jämfört med kontrollgruppen minskade Cd-halten med 68,57% när rötterna sprutades med 2250 kg gm-2 kalk och 0,1 mol l-1 oxalsyra. Vid applicering utan kalk och 750 kg hm-2 kalk minskade Cd-halten i rötterna hos Panax notoginseng signifikant med ökande oxalsyrakoncentration. Med tillsatsen av 2250 kg kalk gm-2 och 3750 kg kalk gm-2 minskade först Cd-halten i roten och ökade sedan med en ökning av oxalsyrakoncentrationen. Dessutom visade 2D-analys att Ca-halten i Panax notoginseng-roten påverkades signifikant av kalk (F = 82,84**), Cd-halten i Panax notoginseng-roten påverkades signifikant av kalk (F = 74,99**) och oxalsyra. (F = 74,99**). F = 7,72*).
Med en ökning av appliceringsmängden av kalk och koncentrationen av oxalsyrabesprutning minskade halten MDA signifikant. Ingen signifikant skillnad hittades i MDA-halten mellan Panax notoginseng-rötter behandlade med kalk och 3750 kg g/m2 kalk. Vid appliceringsmängder på 750 kg hm-2 och 2250 kg hm-2 kalk var MDA-halten i 0,2 mol l-1 oxalsyra vid besprutning 58,38 % respektive 40,21 % lägre än i icke-besprutad oxalsyra. MDA-halten (7,57 nmol g-1) var lägst när 750 kg hm-2 kalk och 0,2 mol l-1 oxalsyra tillsattes (Fig. 1).
Effekt av bladbesprutning med oxalsyra på malondialdehydhalten i Panax notoginseng-rötter under kadmiumstress [J]. P < 0,05). Samma nedan.
Med undantag för applicering av 3750 kg h m⁻² kalk observerades ingen signifikant skillnad i SOD-aktiviteten i Panax notoginseng-rotsystemet. Vid användning av kalk 0, 750 och 2250 kg hm⁻² var aktiviteten av SOD vid sprutning av 0,2 mol l⁻¹ oxalsyra signifikant högre än utan behandling med oxalsyra, vilken ökade med 177,89 %, 61,62 % respektive 45,08 %. SOD-aktiviteten (598,18 enheter g⁻¹) i rötterna var högst vid behandling utan kalk och sprutning med 0,2 mol l⁻¹ oxalsyra. Vid samma koncentration utan oxalsyra eller sprutning med 0,1 mol l⁻¹ oxalsyra ökade SOD-aktiviteten med ökande mängd kalkapplicering. SOD-aktiviteten minskade signifikant efter sprutning med 0,2 mol L⁻¹ oxalsyra (Fig. 2).
Effekt av bladbesprutning med oxalsyra på aktiviteten av superoxiddismutas, peroxidas och katalas i Panax notoginseng-rötter under kadmiumstress [J].
I likhet med SOD-aktiviteten i rötter var POD-aktiviteten i rötter (63,33 µmol g-1) högst vid besprutning utan kalk och 0,2 mol L-1 oxalsyra, vilket var 148,35 % högre än kontrollgruppen (25,50 µmol g-1). POD-aktiviteten ökade först och minskade sedan med ökande oxalsyrakoncentration i besprutning och kalkbehandling med 3750 kg hm⁻². Jämfört med behandling med 0,1 mol l-1 oxalsyra minskade POD-aktiviteten med 36,31 % vid behandling med 0,2 mol l-1 oxalsyra (Fig. 2).
Förutom sprutning av 0,2 mol l-1 oxalsyra och applicering av 2250 kg hm-2 eller 3750 kg hm-2 kalk var CAT-aktiviteten signifikant högre än kontrollgruppen. CAT-aktiviteten vid behandling med 0,1 mol l-1 oxalsyra och behandling med kalk 0,2250 kg h m-2 eller 3750 kg h m-2 ökade med 276,08 %, 276,69 % respektive 33,05 % jämfört med ingen oxalsyrabehandling. CAT-aktiviteten hos rötter (803,52 µmol g-1) behandlade med 0,2 mol l-1 oxalsyra var högst. CAT-aktiviteten (172,88 µmol g-1) var lägst vid behandling med 3750 kg hm-2 kalk och 0,2 mol l-1 oxalsyra (Fig. 2).
Bivariat analys visade att Panax notoginseng CAT-aktivitet och MDA signifikant korrelerade med mängden oxalsyra eller kalkbesprutning och båda behandlingarna (tabell 3). SOD-aktivitet i rötter var starkt korrelerad med kalk- och oxalsyrabehandling eller oxalsyrabesprutningskoncentration. Rotens POD-aktivitet korrelerade signifikant med mängden applicerad kalk eller med samtidig applicering av kalk och oxalsyra.
Halten av lösliga sockerarter i rotfrukter minskade med en ökning av appliceringsmängden av kalk och koncentrationen vid besprutning med oxalsyra. Det fanns ingen signifikant skillnad i halten av lösliga sockerarter i rötterna hos Panax notoginseng utan applicering av kalk och med applicering av 750 kg·h·m−2 kalk. Vid applicering av 2250 kg·h·m−2 kalk var halten av lösligt socker signifikant högre vid behandling med 0,2 mol l⁻¹ oxalsyra än vid besprutning med icke-oxalsyra, vilken ökade med 22,81 %. Vid applicering av kalk i en mängd av 3750 kg·h·m−2 minskade halten av lösliga sockerarter signifikant med en ökning av koncentrationen vid besprutning med oxalsyra. Halten av lösligt socker vid spraybehandlingen med 0,2 mol L⁻¹ oxalsyra var 38,77 % lägre än vid behandlingen utan oxalsyrabehandling. Dessutom hade spraybehandling med 0,2 mol l-1 oxalsyra den lägsta halten löslig socker på 205,80 mg g-1 (Fig. 3).
Effekt av bladbesprutning med oxalsyra på innehållet av totalt lösligt socker och lösligt protein i rötterna av Panax notoginseng under kadmiumstress [J].
Halten av lösligt protein i rötterna minskade med en ökning av appliceringsmängden av kalk och oxalsyra. I frånvaro av kalk var halten av lösligt protein i spraybehandlingen med 0,2 mol l-1 oxalsyra signifikant lägre än i kontrollen, med 16,20 %. Vid applicering av kalk med 750 kg hm-2 observerades ingen signifikant skillnad i halten av lösligt protein i rötterna hos Panax notoginseng. Vid en kalkappliceringsmängd på 2250 kg h m-2 var halten av lösligt protein i oxalsyraspraybehandlingen på 0,2 mol l-1 signifikant högre än i spraybehandlingen utan oxalsyra (35,11 %). När kalk applicerades med 3750 kg h m-2 minskade halten av lösligt protein signifikant med ökande oxalsyraspraykoncentration, och halten av lösligt protein (269,84 µg g-1) var lägst vid behandling med 0,2 mol l-1 sprayning med oxalsyra (Fig. 3).
Ingen signifikant skillnad i halten av fria aminosyror i rötterna hos Panax notoginseng i frånvaro av kalk observerades. Med en ökning av koncentrationen vid besprutning med oxalsyra och en kalktillförsel på 750 kg hm-2 minskade halten av fria aminosyror först och ökade sedan. Behandling med 2250 kg hm-2 kalk och 0,2 mol l-1 oxalsyra ökade halten av fria aminosyror signifikant med 33,58 % jämfört med ingen behandling med oxalsyra. Med en ökning av koncentrationen vid besprutning med oxalsyra och tillförsel av 3750 kg·hm-2 kalk minskade halten av fria aminosyror signifikant. Halten av fria aminosyror i 0,2 mol L-1 oxalsyrabehandlingen var 49,76 % lägre än vid behandlingen utan oxalsyrabehandling. Halten av fria aminosyror var maximal vid behandling utan behandling med oxalsyra och uppgick till 2,09 mg/g. Halten av fria aminosyror (1,05 mg g-1) var lägst vid sprayning med 0,2 mol l-1 oxalsyra (Fig. 4).
Effekt av bladbesprutning med oxalsyra på innehållet av fria aminosyror och prolin i rötterna hos Panax notoginseng under kadmiumstress [J].
Prolinhalten i rötterna minskade med en ökning av appliceringsmängden av kalk och oxalsyra. Det fanns ingen signifikant skillnad i prolinhalten i Panax notoginseng i frånvaro av kalk. Med en ökning av koncentrationen vid besprutning med oxalsyra och kalkappliceringsmängder på 750, 2250 kg hm-2 minskade prolinhalten först och ökade sedan. Prolinhalten i spraybehandlingen med 0,2 mol l-1 oxalsyra var signifikant högre än prolinhalten i spraybehandlingen med 0,1 mol l-1 oxalsyra, vilken ökade med 19,52 % respektive 44,33 %. Vid applicering av 3750 kg·hm-2 kalk minskade prolinhalten signifikant med en ökning av koncentrationen vid besprutning med oxalsyra. Prolinhalten efter besprutning med 0,2 mol l-1 oxalsyra var 54,68 % lägre än utan oxalsyra. Prolinhalten var lägst och uppgick till 11,37 μg/g vid behandling med 0,2 mol/l oxalsyra (Fig. 4).
Halten av totala saponiner i Panax notoginseng var Rg1>Rb1>R1. Det fanns ingen signifikant skillnad i halten av de tre saponinerna med ökande koncentration av oxalsyraspray och ingen kalk (tabell 4).
Halten av R1 vid sprutning med 0,2 mol l-1 oxalsyra var signifikant lägre än utan sprutning av oxalsyra och med kalk 750 eller 3750 kg·h·m-2. Med en oxalsyrakoncentration på 0 eller 0,1 mol l-1 fanns det ingen signifikant skillnad i R1-halten vid en ökning av kalkmängden. Vid en sprutkoncentration av oxalsyra på 0,2 mol l-1 var R1-halten på 3750 kg hm-2 kalk signifikant lägre än på 43,84 % utan kalk (tabell 4).
Halten av Rg1 ökade först och minskade sedan med ökande koncentration av oxalsyra vid besprutning och en kalkanvändning på 750 kg·h·m−2. Vid en kalkanvändning på 2250 eller 3750 kg·h·m−2 minskade Rg1-halten med ökande oxalsyrakoncentration. Vid samma sprutkoncentration av oxalsyra ökade halten av Rg1 först och minskade sedan med en ökning av kalkanvändningen. Jämfört med kontrollgruppen var Rg1-halten, förutom för tre sprutkoncentrationer av oxalsyra och 750 kg·h·m−2, högre än kontrollgruppen. Rg1-halten i rötterna från andra behandlingar var lägre än kontrollgruppen. Rg1-halten var högst vid besprutning med 750 kg gm−2 kalk och 0,1 mol l−1 oxalsyra, vilket var 11,54 % högre än kontrollgruppen (tabell 4).
Halten av Rb1 ökade först och minskade sedan med ökande koncentration vid besprutning med oxalsyra och en kalkmängd på 2250 kg hm⁻². Efter besprutning med 0,1 mol l⁻¹ oxalsyra nådde Rb1-halten maximalt 3,46 %, vilket är 74,75 % högre än utan besprutning med oxalsyra. Med andra kalkbehandlingar fanns ingen signifikant skillnad mellan olika oxalsyrakoncentrationer. Vid besprutning med 0,1 och 0,2 mol l⁻¹ oxalsyra minskade halten av Rb1 först och sedan med ökande mängd tillsatt kalk (tabell 4).
Vid samma koncentration av sprayad oxalsyra ökade först halten av flavonoider och minskade sedan med en ökad appliceringsmängd av kalk. Ingen kalk eller 3750 kg hm-2 kalk sprayad med olika koncentrationer av oxalsyra hade någon signifikant skillnad i flavonoidinnehåll. När kalk applicerades med en mängd av 750 och 2250 kg h m-2 ökade halten av flavonoider först och minskade sedan med en ökad koncentration av oxalsyra. Vid behandling med en appliceringsmängd på 750 kg hm-2 och sprayning med 0,1 mol l-1 oxalsyra var halten av flavonoider högst och uppgick till 4,38 mg g-1, vilket är 18,38 % högre än kalk vid samma appliceringsmängd utan sprayning med oxalsyra. Halten av flavonoider vid besprutning med oxalsyra 0,1 mol l-1 ökade med 21,74 % jämfört med behandling utan besprutning med oxalsyra och kalkbehandling med 2250 kg hm-2 (Fig. 5).
Effekt av oxalatbladbesprutning på flavonoidinnehåll i Panax notoginseng-rötter under kadmiumstress [J].
Bivariat analys visade att halten lösligt socker i Panax notoginseng korrelerade signifikant med mängden applicerad kalk och koncentrationen av sprayad oxalsyra. Halten av lösligt protein i rotfrukter korrelerade signifikant med appliceringsmängden av kalk, både kalk och oxalsyra. Halten av fria aminosyror och prolin i rötterna korrelerade signifikant med appliceringsmängden av kalk, koncentrationen av sprayning med oxalsyra, kalk och oxalsyra (tabell 5).
Halten av R1 i rötterna av Panax notoginseng korrelerade signifikant med koncentrationen av sprayad oxalsyra, mängden applicerad kalk, kalk och oxalsyra. Flavonoidhalten korrelerade signifikant med koncentrationen av sprayad oxalsyra och mängden applicerad kalk.
Många tilläggsmedel har använts för att minska växters kadmiumhalt genom att immobilisera kadmium i jorden, såsom kalk och oxalsyra30. Kalk används ofta som jordtillsats för att minska kadmiumhalten i grödor31. Liang et al.32 rapporterade att oxalsyra också kan användas för att återställa jordar förorenade med tungmetaller. Efter applicering av olika koncentrationer av oxalsyra på förorenad jord ökade jordens organiska material, katjonbyteskapaciteten minskade och pH-värdet ökade med 33. Oxalsyra kan också reagera med metalljoner i jorden. Under Cd-stress ökade Cd-halten i Panax notoginseng signifikant jämfört med kontrollgruppen. Men när kalk användes minskade den signifikant. I denna studie, vid applicering av 750 kg hm-2 kalk, uppnådde Cd-halten i roten den nationella standarden (Cd-gräns: Cd≤0,5 mg/kg, AQSIQ, GB/T 19086-200834), och effekten vid applicering av 2250 kg hm-2 kalk fungerar bäst med kalk. Appliceringen av kalk skapade ett stort antal konkurrensområden mellan Ca2+ och Cd2+ i jorden, och tillsats av oxalsyra kunde minska Cd-halten i rötterna hos Panax notoginseng. Cd-halten i Panax notoginseng-rötterna minskade dock avsevärt genom kombinationen av kalk och oxalsyra, vilket uppnådde den nationella standarden. Ca2+ i jorden adsorberas på rotytan under massflödet och kan tas upp av rotceller genom kalciumkanaler (Ca2+-kanaler), kalciumpumpar (Ca2+-AT-Pas) och Ca2+/H+ antiporterare, och sedan transporteras horisontellt till rotens xylem 23. Innehållet Ca i roten var signifikant negativt korrelerat med Cd-innehållet (P<0,05). Innehållet av Cd minskade med en ökning av Ca-innehållet, vilket överensstämmer med uppfattningen om antagonismen mellan Ca och Cd. Variansanalys visade att mängden kalk signifikant påverkade Ca-innehållet i rötterna hos Panax notoginseng. Pongrac et al. 35 rapporterade att Cd binder till oxalat i kalciumoxalatkristaller och konkurrerar med Ca. Regleringen av Ca med oxalat var dock inte signifikant. Detta visade att utfällningen av kalciumoxalat bildat av oxalsyra och Ca2+ inte var en enkel utfällning, och samutfällningsprocessen kan kontrolleras av olika metaboliska vägar.