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L'inquinamento da cadmio (Cd) rappresenta una minaccia per la coltivazione della pianta medicinale Panax notoginseng nella provincia dello Yunnan. In condizioni di stress da Cd esogeno, è stato condotto un esperimento sul campo per comprendere l'effetto dell'applicazione di calce (0,750, 2250 e 3750 kg bm-2) e dello spray di acido ossalico (0, 0,1 e 0,2 mol l-1) sull'accumulo di Cd. e azione antiossidante Componenti sistemici e medicinali che influenzano il Panax notoginseng. I risultati hanno mostrato che la calce viva e lo spray fogliare con acido ossalico potrebbero aumentare i livelli di Ca2+ nel Panax notoginseng sotto stress da Cd e ridurre la tossicità del Cd2+. L'aggiunta di calce e acido ossalico ha aumentato l'attività degli enzimi antiossidanti e alterato il metabolismo degli osmoregolatori. L'attività CAT è aumentata in modo più significativo, aumentando di 2,77 volte. L'attività più elevata di SOD è aumentata di 1,78 volte quando trattata con acido ossalico. Il contenuto di MDA è diminuito del 58,38%. Esiste una correlazione molto significativa con zuccheri solubili, aminoacidi liberi, prolina e proteine ​​solubili. Calce e acido ossalico possono aumentare gli ioni calcio (Ca2+), ridurre il Cd, migliorare la tolleranza allo stress in Panax notoginseng e aumentare la produzione totale di saponine e flavonoidi. Il contenuto di Cd è risultato il più basso, inferiore del 68,57% rispetto al controllo, che corrispondeva al valore standard (Cd≤0,5 mg/kg, GB/T 19086-2008). La percentuale di SPN è stata del 7,73%, raggiungendo il livello più alto di ciascun trattamento, e il contenuto di flavonoidi è aumentato significativamente del 21,74%, raggiungendo il valore standard del farmaco e la migliore resa.
Il cadmio (Cd), contaminante comune nei terreni coltivati, migra facilmente e presenta una significativa tossicità biologica1. El Shafei et al.2 hanno riportato che la tossicità del Cd influisce sulla qualità e sulla produttività delle piante utilizzate. Negli ultimi anni, il fenomeno dell'eccesso di cadmio nei terreni coltivati ​​nella Cina sud-occidentale è diventato molto grave. La provincia dello Yunnan è il Regno della biodiversità cinese, dove le specie di piante medicinali sono al primo posto nel paese. Tuttavia, le ricche risorse minerarie della provincia dello Yunnan portano inevitabilmente alla contaminazione del suolo da metalli pesanti durante il processo di estrazione, che influisce sulla produzione di piante medicinali locali.
Il Panax notoginseng (Burkill) Chen3 è una pianta medicinale perenne di grande valore appartenente al genere Araliaceae Panax ginseng. La radice di Panax notoginseng favorisce la circolazione sanguigna, elimina la stasi sanguigna e allevia il dolore. Il principale sito di produzione è la prefettura di Wenshan, provincia dello Yunnan5. La contaminazione da Cd era presente su oltre il 75% della superficie del terreno nell'area di coltivazione del Panax notoginseng e superava l'81-100% in diverse località6. L'effetto tossico del Cd riduce inoltre notevolmente la produzione di componenti medicinali del Panax notoginseng, in particolare saponine e flavonoidi. Le saponine sono una classe di agliconi, tra cui gli agliconi sono triterpenoidi o spirosterani, che sono i principali principi attivi di molte medicine erboristiche cinesi e contengono saponine. Alcune saponine possiedono anche preziose attività biologiche, come l'attività antibatterica, antipiretica, sedativa e antitumorale7. I flavonoidi si riferiscono generalmente a una serie di composti in cui due anelli benzenici con gruppi idrossilici fenolici sono legati da tre atomi di carbonio centrali, e il nucleo principale è il 2-fenilcromanone 8. È un potente antiossidante, in grado di rimuovere efficacemente i radicali liberi dell'ossigeno nelle piante, inibire l'essudazione degli enzimi biologici infiammatori, promuovere la guarigione delle ferite e il sollievo dal dolore e abbassare i livelli di colesterolo. È uno dei principali ingredienti attivi del Panax Ginseng. Risolvere il problema della contaminazione del suolo con cadmio nelle aree di produzione del Panax notoginseng è una condizione necessaria per garantire la produzione dei suoi principali componenti medicinali.
La calce è uno dei passivatori più comuni per il fissaggio in situ della contaminazione da cadmio nel suolo. Influisce sull'adsorbimento e la deposizione di Cd nel suolo e riduce l'attività biologica del Cd nel suolo aumentando il pH e modificando la capacità di scambio cationico (CSC) del suolo, la saturazione salina del suolo (BS) e l'efficienza del potenziale redox (Eh) del suolo3,11. Inoltre, la calce fornisce una grande quantità di Ca2+, che forma un antagonismo ionico con Cd2+, compete per i siti di adsorbimento delle radici, impedisce il trasporto di Cd al germoglio e ha una bassa tossicità biologica. Con l'aggiunta di 50 mmol l-1 di Ca in condizioni di stress da Cd, il trasporto di Cd nelle foglie di sesamo è stato inibito e l'accumulo di Cd è stato ridotto dell'80%. Numerosi studi correlati sono stati riportati sul riso (Oryza sativa L.) e altre colture12,13.
L'irrorazione delle foglie delle colture per controllare l'accumulo di metalli pesanti è un nuovo metodo per contrastare i metalli pesanti negli ultimi anni. Il principio è principalmente legato alla reazione di chelazione nelle cellule vegetali, che provoca il deposito di metalli pesanti sulla parete cellulare e ne inibisce l'assorbimento da parte delle piante14,15. In quanto agente chelante stabile a base di acidi dicarbossilici, l'acido ossalico può chelare direttamente gli ioni dei metalli pesanti nelle piante, riducendone così la tossicità. Studi hanno dimostrato che l'acido ossalico presente nella soia può chelare il Cd2+ e rilasciare cristalli contenenti Cd attraverso le cellule apicali dei tricomi, riducendo i livelli di Cd2+ nell'organismo16. L'acido ossalico può regolare il pH del terreno, aumentare l'attività della superossido dismutasi (SOD), della perossidasi (POD) e della catalasi (CAT) e regolare l'infiltrazione di zuccheri solubili, proteine ​​solubili, amminoacidi liberi e prolina. Modulatori metabolici17,18. Le sostanze acide e l'eccesso di Ca2+ nelle piante contenenti ossalato formano precipitati di ossalato di calcio sotto l'azione delle proteine ​​germinali. La regolazione della concentrazione di Ca2+ nelle piante può regolare efficacemente l'acido ossalico e il Ca2+ disciolti nelle piante ed evitare un accumulo eccessivo di acido ossalico e Ca2+19,20.
La quantità di calce applicata è uno dei fattori chiave che influenzano l'effetto del ripristino. È stato stabilito che il consumo di calce varia da 750 a 6000 kg·h·m−2. Per terreni acidi con pH 5,0-5,5, l'effetto dell'applicazione di calce a una dose di 3000-6000 kg·h·m−2 è stato significativamente superiore rispetto a un dosaggio di 750 kg·h·m−221. Tuttavia, un'applicazione eccessiva di calce causerà alcuni effetti negativi sul terreno, come ampie variazioni del pH e compattazione del terreno22. Pertanto, abbiamo impostato i livelli di trattamento con CaO a 0, 750, 2250 e 3750 kg·h·m−2. Quando l'acido ossalico è stato applicato ad Arabidopsis, si è riscontrata una significativa riduzione del Ca2+ a 10 mM L-1 e la famiglia genica CRT che influenza la segnalazione del Ca2+ è stata fortemente reattiva20. L'accumulo di alcuni studi precedenti ci ha permesso di determinare la concentrazione di questo esperimento e di continuare a studiare l'interazione degli additivi esogeni su Ca2+ e Cd2+23,24,25. Pertanto, questo studio mira a indagare il meccanismo di regolazione degli effetti dell'applicazione topica di calce e dell'irrorazione fogliare di acido ossalico sul contenuto di Cd e sulla tolleranza allo stress di Panax notoginseng in terreni contaminati da Cd, e ad esplorare ulteriormente i modi e i mezzi migliori per garantire la qualità medicinale. Exit Panax notoginseng. Fornisce informazioni preziose per guidare l'espansione della coltivazione erbacea in terreni contaminati da cadmio e la fornitura di una produzione sostenibile e di alta qualità per soddisfare la domanda del mercato di medicinali.
Utilizzando la varietà locale Wenshan notoginseng come materiale, è stato condotto un esperimento sul campo a Lannizhai (24°11′N, 104°3′E, altitudine 1446 m), contea di Qiubei, prefettura di Wenshan, provincia dello Yunnan. La temperatura media annua è di 17 °C e la piovosità media annua è di 1250 mm. Valori di fondo del suolo studiato: TN 0,57 g kg-1, TP 1,64 g kg-1, TC 16,31 g kg-1, RH 31,86 g kg-1, N idrolizzato alcalino 88,82 mg kg-1, P efficace 18,55 mg kg-1, K disponibile 100,37 mg kg-1, Cd totale 0,3 mg kg-1 e pH 5,4.
Il 10 dicembre 2017, sono stati applicati 6 mg/kg di Cd2+ (CdCl2 · 2,5H2O) e calce (0,750, 2250 e 3750 kg h m-2) e mescolati con il terriccio a 0–10 cm in ogni parcella. Ogni trattamento è stato ripetuto 3 volte. Le parcelle sperimentali sono state disposte in modo casuale, con una superficie di 3 m2 ciascuna. Le piantine di Panax notoginseng di un anno sono state trapiantate dopo 15 giorni di coltivazione in terreno. Utilizzando reti ombreggianti, l'intensità luminosa del Panax notoginseng nella chioma ombreggiante è circa il 18% della normale intensità luminosa naturale. Coltivare secondo i metodi di coltivazione tradizionali locali. Allo stadio di maturità del Panax notoginseng nel 2019, l'acido ossalico verrà spruzzato come ossalato di sodio. La concentrazione di acido ossalico era rispettivamente di 0, 0,1 e 0,2 mol l-1, e il pH è stato regolato a 5,16 con NaOH per imitare il pH medio del filtrato di detriti. Spruzzare le superfici superiore e inferiore delle foglie una volta a settimana alle 8:00. Dopo 4 nebulizzazioni, le piante di Panax notoginseng di 3 anni sono state raccolte alla quinta settimana.
Nel novembre 2019, sono state raccolte in campo piante di Panax notoginseng di tre anni trattate con acido ossalico. Alcuni campioni di piante di Panax notoginseng di tre anni, da sottoporre a test per il metabolismo fisiologico e l'attività enzimatica, sono stati inseriti in provette da congelatore, rapidamente congelati in azoto liquido e quindi trasferiti in frigorifero a -80 °C. La parte dello stadio maturo deve essere determinata nei campioni di radice per il Cd e il contenuto del principio attivo. Dopo il lavaggio con acqua di rubinetto, essiccare a 105 °C per 30 minuti, mantenere la massa a 75 °C e macinare i campioni in un mortaio. Conservare.
Pesare 0,2 g di campioni vegetali essiccati in una beuta, aggiungere 8 ml di HNO3 e 2 ml di HClO4 e tappare per una notte. Il giorno successivo, l'imbuto con collo curvo viene inserito in una beuta triangolare per la decomposizione elettrotermica fino alla comparsa di fumo bianco e alla trasparenza della soluzione di decomposizione. Dopo il raffreddamento a temperatura ambiente, la miscela viene trasferita in una beuta tarata da 10 ml. Il contenuto di Cd è stato determinato con uno spettrometro ad assorbimento atomico (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA). (GB/T 23739-2009).
Pesare 0,2 g di campioni vegetali essiccati in una bottiglia di plastica da 50 ml, aggiungere 10 ml di HCl 1 mol l-1, chiudere e agitare per 15 ore, quindi filtrare. Utilizzando una pipetta, aspirare la quantità necessaria di filtrato per la diluizione appropriata e aggiungere la soluzione di SrCl2 per portare la concentrazione di Sr2+ a 1 g l-1. Il contenuto di Ca è stato determinato utilizzando uno spettrometro ad assorbimento atomico (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA).
Il metodo del kit di riferimento per malondialdeide (MDA), superossido dismutasi (SOD), perossidasi (POD) e catalasi (CAT) (DNM-9602, Beijing Pulang New Technology Co., Ltd., numero di registrazione del prodotto) utilizza il kit di misurazione corrispondente n.: Jingyaodianji (quasi) word 2013 n. 2400147).
Pesare 0,05 g del campione di Panax notoginseng e aggiungere il reagente antrone-acido solforico lungo il bordo della provetta. Agitare la provetta per 2-3 secondi per miscelare accuratamente il liquido. Posizionare la provetta sul portaprovette per 15 minuti. Il contenuto di zuccheri solubili è stato determinato utilizzando la spettrofotometria UV-visibile (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Cina) a una lunghezza d'onda di 620 nm.
Pesare 0,5 g di un campione fresco di Panax notoginseng, macinarlo fino a ottenere un omogeneizzato con 5 ml di acqua distillata e centrifugare a 10.000 g per 10 minuti. Diluire il surnatante a volume fisso. È stato utilizzato il metodo Coomassie Brilliant Blue. Il contenuto di proteine ​​solubili è stato determinato mediante spettrofotometria nelle regioni ultraviolette e visibili dello spettro (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Cina) a una lunghezza d'onda di 595 nm e calcolato a partire dalla curva standard dell'albumina sierica bovina.
Pesare 0,5 g di campione fresco, aggiungere 5 ml di acido acetico al 10% per macinare e omogeneizzare, filtrare e diluire a volume costante. Metodo cromogenico con soluzione di ninidrina. Il contenuto di amminoacidi liberi è stato determinato mediante spettrofotometria ultravioletta-visibile (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Cina) a una lunghezza d'onda di 570 nm e calcolato dalla curva standard della leucina.
Pesare 0,5 g di un campione fresco, aggiungere 5 ml di una soluzione al 3% di acido solfosalicilico, riscaldare a bagnomaria e agitare per 10 minuti. Dopo il raffreddamento, la soluzione è stata filtrata e diluita a volume costante. È stato utilizzato il metodo cromogenico con ninidrina acida. Il contenuto di prolina è stato determinato mediante spettrofotometria UV-visibile (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Cina) a una lunghezza d'onda di 520 nm e calcolato dalla curva standard della prolina.
Il contenuto di saponine è stato determinato mediante cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC) in conformità con la Farmacopea della Repubblica Popolare Cinese (edizione 2015). Il principio di base dell'HPLC consiste nell'utilizzare un liquido ad alta pressione come fase mobile e nell'applicare una tecnologia di separazione ad alta efficienza su una colonna a fase stazionaria per particelle ultrafini. Le competenze operative sono le seguenti:
Condizioni HPLC e test di idoneità del sistema (Tabella 1): l'eluizione in gradiente è stata effettuata secondo la tabella seguente, utilizzando gel di silice legato con ottadecilsilano come riempitivo, acetonitrile come fase mobile A, acqua come fase mobile B e la lunghezza d'onda di rilevazione era di 203 nm. Il numero di tazze teoriche calcolato dal picco R1 delle saponine di Panax notoginseng dovrebbe essere almeno 4000.
Preparazione della soluzione di riferimento: pesare accuratamente i ginsenosidi Rg1, i ginsenosidi Rb1 e i notoginsenosidi R1, aggiungere metanolo per ottenere una soluzione mista di 0,4 mg di ginsenoside Rg1, 0,4 mg di ginsenoside Rb1 e 0,1 mg di notoginsenoside R1 per ml.
Preparazione della soluzione di prova: pesare 0,6 g di polvere di Sanxin e aggiungere 50 ml di metanolo. La miscela è stata pesata (W1) e lasciata riposare per una notte. La soluzione miscelata è stata quindi leggermente bollita in un bagno d'acqua a 80 °C per 2 ore. Dopo il raffreddamento, pesare la soluzione miscelata e aggiungere il metanolo risultante alla prima massa di W1. Quindi agitare bene e filtrare. Il filtrato è stato lasciato riposare per la determinazione.
Il contenuto di saponina è stato assorbito accuratamente da 10 µl della soluzione standard e 10 µl del filtrato e iniettato in HPLC (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.)24.
Curva standard: determinazione della soluzione standard mista di Rg1, Rb1, R1, le condizioni cromatografiche sono le stesse di cui sopra. Calcolare la curva standard con l'area del picco misurata sull'asse y e la concentrazione di saponina nella soluzione standard sull'ascissa. Inserire l'area del picco misurata del campione nella curva standard per calcolare la concentrazione di saponina.
Pesare un campione di 0,1 g di P. notogensings e aggiungere 50 ml di soluzione di CH3OH al 70%. Sonicare per 2 ore, quindi centrifugare a 4000 giri al minuto per 10 minuti. Prelevare 1 ml del surnatante e diluirlo 12 volte. Il contenuto di flavonoidi è stato determinato mediante spettrofotometria ultravioletta-visibile (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Cina) a una lunghezza d'onda di 249 nm. La quercetina è una sostanza abbondante standard8.
I dati sono stati organizzati utilizzando il software Excel 2010. L'analisi della varianza dei dati è stata valutata utilizzando il software SPSS Statistics 20. Immagine tratta da Origin Pro 9.1. Le statistiche calcolate includono la media ± deviazione standard. Le affermazioni di significatività statistica si basano su P<0,05.
Nel caso di irrorazione fogliare con la stessa concentrazione di acido ossalico, il contenuto di Ca nelle radici di Panax notoginseng è aumentato significativamente con l'aumento dell'applicazione di calce (Tabella 2). Rispetto all'assenza di applicazione di calce, il contenuto di Ca è aumentato del 212% a 3750 kg ppm di calce senza irrorazione di acido ossalico. Allo stesso tasso di applicazione di calce, il contenuto di calcio è leggermente aumentato con l'aumento della concentrazione di acido ossalico irrorato.
Il contenuto di Cd nelle radici variava da 0,22 a 0,70 mg/kg. Alla stessa concentrazione di acido ossalico, il contenuto di 2250 kg di Cd hm-2 è diminuito significativamente con l'aumento della dose di calce applicata. Rispetto al controllo, quando le radici sono state irrorate con 2250 kg di calce gm-2 e 0,1 mol l-1 di acido ossalico, il contenuto di Cd è diminuito del 68,57%. Quando è stato applicato senza calce e con 750 kg di calce hm-2, il contenuto di Cd nelle radici di Panax notoginseng è diminuito significativamente con l'aumento della concentrazione di acido ossalico applicata. Con l'introduzione di 2250 kg di calce gm-2 e 3750 kg di calce gm-2, il contenuto di Cd nelle radici è prima diminuito e poi aumentato con l'aumento della concentrazione di acido ossalico. Inoltre, l'analisi 2D ha mostrato che il contenuto di Ca nella radice di Panax notoginseng è stato influenzato in modo significativo dalla calce (F = 82,84**), il contenuto di Cd nella radice di Panax notoginseng è stato influenzato in modo significativo dalla calce (F = 74,99**) e dall'acido ossalico (F = 74,99**). F = 7,72*).
Con l'aumento del tasso di applicazione della calce e della concentrazione di acido ossalico spruzzato, il contenuto di MDA è diminuito significativamente. Non è stata riscontrata alcuna differenza significativa nel contenuto di MDA tra le radici di Panax notoginseng trattate con calce e quelle trattate con 3750 kg g/m² di calce. Con tassi di applicazione di 750 kg di hm-2 e 2250 kg di calce hm-2, il contenuto di MDA in 0,2 mol l-1 di acido ossalico spruzzato era rispettivamente del 58,38% e del 40,21% inferiore rispetto all'acido ossalico non spruzzato. Il contenuto di MDA (7,57 nmol g-1) è stato il più basso quando sono stati aggiunti 750 kg di calce hm-2 e 0,2 mol l-1 di acido ossalico (Fig. 1).
Effetto della nebulizzazione fogliare con acido ossalico sul contenuto di malondialdeide nelle radici di Panax notoginseng sottoposte a stress da cadmio [J]. P<0,05). Lo stesso di seguito.
Ad eccezione dell'applicazione di 3750 kg h m-2 di calce, non è stata osservata alcuna differenza significativa nell'attività della SOD dell'apparato radicale di Panax notoginseng. Utilizzando calce 0, 750 e 2250 kg hm-2, l'attività della SOD durante la nebulizzazione di 0,2 mol l-1 di acido ossalico è risultata significativamente superiore rispetto all'assenza di trattamento con acido ossalico, con un aumento rispettivamente del 177,89%, del 61,62% e del 45,08%. L'attività della SOD (598,18 unità g-1) nelle radici è risultata più elevata quando trattate senza calce e nebulizzate con 0,2 mol l-1 di acido ossalico. Alla stessa concentrazione senza acido ossalico o nebulizzate con 0,1 mol l-1 di acido ossalico, l'attività della SOD è aumentata con l'aumentare della quantità di calce applicata. L'attività della SOD è diminuita significativamente dopo la nebulizzazione con 0,2 mol l-1 di acido ossalico (Fig. 2).
Effetto della nebulizzazione fogliare con acido ossalico sull'attività della superossido dismutasi, perossidasi e catalasi nelle radici di Panax notoginseng sottoposte a stress da cadmio [J].
Analogamente all'attività della SOD nelle radici, l'attività della POD nelle radici (63,33 µmol g-1) era più elevata quando spruzzata senza calce e 0,2 mol L-1 di acido ossalico, che era del 148,35% superiore al controllo (25,50 µmol g-1). L'attività della POD è prima aumentata e poi diminuita con l'aumento della concentrazione di acido ossalico spruzzato e con il trattamento con calce a 3750 kg hm −2. Rispetto al trattamento con 0,1 mol l-1 di acido ossalico, l'attività della POD è diminuita del 36,31% quando trattata con 0,2 mol l-1 di acido ossalico (Fig. 2).
Ad eccezione dell'irrorazione di 0,2 mol l-1 di acido ossalico e dell'applicazione di 2250 kg di hm-2 o 3750 kg di calce hm-2, l'attività CAT è risultata significativamente superiore rispetto al controllo. L'attività CAT del trattamento con 0,1 mol l-1 di acido ossalico e del trattamento con calce 0,2250 kg h m-2 o 3750 kg h m-2 è aumentata rispettivamente del 276,08%, 276,69% ​​e 33,05% rispetto a nessun trattamento con acido ossalico. L'attività CAT delle radici (803,52 µmol g-1) trattate con 0,2 mol l-1 di acido ossalico è risultata la più elevata. L'attività CAT (172,88 µmol g-1) è risultata la più bassa nel trattamento con 3750 kg di calce hm-2 e 0,2 mol l-1 di acido ossalico (Fig. 2).
L'analisi bivariata ha mostrato che l'attività CAT e l'MDA di Panax notoginseng erano significativamente correlate con la quantità di acido ossalico o calce spruzzata e con entrambi i trattamenti (Tabella 3). L'attività della SOD nelle radici era altamente correlata con il trattamento con calce e acido ossalico o con la concentrazione di acido ossalico spruzzato. L'attività della POD radicale era significativamente correlata con la quantità di calce applicata o con l'applicazione simultanea di calce e acido ossalico.
Il contenuto di zuccheri solubili nelle radici è diminuito con l'aumento del tasso di applicazione della calce e della concentrazione di acido ossalico. Non si è osservata alcuna differenza significativa nel contenuto di zuccheri solubili nelle radici di Panax notoginseng senza l'applicazione di calce e con l'applicazione di 750 kg·h·m−2 di calce. Con l'applicazione di 2250 kg·hm−2 di calce, il contenuto di zuccheri solubili trattati con 0,2 mol·l-1 di acido ossalico è risultato significativamente superiore rispetto all'irrorazione con acido non ossalico, che è aumentato del 22,81%. Con l'applicazione di 3750 kg·h·m−2 di calce, il contenuto di zuccheri solubili è diminuito significativamente con l'aumento della concentrazione di acido ossalico. Il contenuto di zuccheri solubili del trattamento con irrorazione di acido ossalico 0,2 mol·l-1 è risultato inferiore del 38,77% rispetto a quello del trattamento senza acido ossalico. Inoltre, il trattamento a spruzzo con acido ossalico 0,2 mol l-1 ha avuto il contenuto di zucchero solubile più basso, pari a 205,80 mg g-1 (Fig. 3).
Effetto della nebulizzazione fogliare con acido ossalico sul contenuto di zucchero solubile totale e proteine ​​solubili nelle radici di Panax notoginseng sotto stress da cadmio [J].
Il contenuto di proteine ​​solubili nelle radici è diminuito con l'aumento del tasso di applicazione di calce e acido ossalico. In assenza di calce, il contenuto di proteine ​​solubili nel trattamento a spruzzo con 0,2 mol l-1 di acido ossalico era significativamente inferiore rispetto al controllo, del 16,20%. Con l'applicazione di calce a 750 kg hm-2, non è stata osservata alcuna differenza significativa nel contenuto di proteine ​​solubili nelle radici di Panax notoginseng. Con un tasso di applicazione di calce di 2250 kg h m-2, il contenuto di proteine ​​solubili nel trattamento a spruzzo con acido ossalico a 0,2 mol l-1 era significativamente superiore rispetto al trattamento a spruzzo con acido non ossalico (35,11%). Con l'applicazione di calce a 3750 kg h m-2, il contenuto di proteine ​​solubili è diminuito significativamente con l'aumento della concentrazione di acido ossalico, e il contenuto di proteine ​​solubili (269,84 µg g-1) era più basso quando trattato a 0,2 mol l-1. 1 spruzzatura con acido ossalico (Fig. 3).
Non è stata riscontrata alcuna differenza significativa nel contenuto di amminoacidi liberi nelle radici di Panax notoginseng in assenza di calce. Con un aumento della concentrazione di acido ossalico spruzzato e un tasso di applicazione di calce di 750 kg hm-2, il contenuto di amminoacidi liberi è prima diminuito e poi aumentato. L'applicazione del trattamento con 2250 kg hm-2 di calce e 0,2 mol l-1 di acido ossalico ha aumentato significativamente il contenuto di amminoacidi liberi del 33,58% rispetto all'assenza di trattamento con acido ossalico. Con un aumento della concentrazione di acido ossalico spruzzato e l'introduzione di 3750 kg·hm-2 di calce, il contenuto di amminoacidi liberi è diminuito significativamente. Il contenuto di amminoacidi liberi nel trattamento spruzzato con 0,2 mol l-1 di acido ossalico è risultato inferiore del 49,76% rispetto al trattamento senza acido ossalico. Il contenuto di aminoacidi liberi era massimo quando trattato senza acido ossalico e ammontava a 2,09 mg/g. Il contenuto di aminoacidi liberi (1,05 mg g-1) era minimo quando trattato con 0,2 mol l-1 di acido ossalico (Fig. 4).
Effetto della nebulizzazione fogliare con acido ossalico sul contenuto di aminoacidi liberi e prolina nelle radici di Panax notoginseng in condizioni di stress da cadmio [J].
Il contenuto di prolina nelle radici è diminuito con l'aumento del tasso di applicazione di calce e acido ossalico. Non si è osservata alcuna differenza significativa nel contenuto di prolina di Panax notoginseng in assenza di calce. Con un aumento della concentrazione di acido ossalico e dei tassi di applicazione di calce di 750, 2250 kg hm-2, il contenuto di prolina è prima diminuito e poi aumentato. Il contenuto di prolina nel trattamento di spruzzatura con acido ossalico 0,2 mol l-1 è risultato significativamente superiore al contenuto di prolina nel trattamento di spruzzatura con acido ossalico 0,1 mol l-1, che è aumentato rispettivamente del 19,52% e del 44,33%. Con l'applicazione di 3750 kg·hm-2 di calce, il contenuto di prolina è diminuito significativamente con l'aumento della concentrazione di acido ossalico. Il contenuto di prolina dopo la spruzzatura con acido ossalico 0,2 mol l-1 è risultato inferiore del 54,68% rispetto alla spruzzatura senza acido ossalico. Il contenuto di prolina era il più basso e ammontava a 11,37 μg/g dopo il trattamento con acido ossalico 0,2 mol/l (Fig. 4).
Il contenuto di saponine totali nel Panax notoginseng era Rg1>Rb1>R1. Non si sono osservate differenze significative nel contenuto delle tre saponine con l'aumentare della concentrazione di acido ossalico spray e senza calce (Tabella 4).
Il contenuto di R1 spruzzando 0,2 mol l-1 di acido ossalico era significativamente inferiore rispetto all'assenza di acido ossalico e all'utilizzo di calce a 750 o 3750 kg·h·m-2. Con una concentrazione di acido ossalico spruzzata pari a 0 o 0,1 mol l-1, non si è osservata alcuna differenza significativa nel contenuto di R1 con un aumento della velocità di applicazione della calce. A una concentrazione di acido ossalico spruzzata pari a 0,2 mol l-1, il contenuto di R1 di 3750 kg·hm-2 di calce era significativamente inferiore a quello del 43,84% senza calce (Tabella 4).
Il contenuto di Rg1 è inizialmente aumentato e poi diminuito con l'aumentare della concentrazione di acido ossalico e con un tasso di applicazione di calce di 750 kg·h·m−2. Con un tasso di applicazione di calce di 2250 o 3750 kg·h·m−2, il contenuto di Rg1 è diminuito con l'aumentare della concentrazione di acido ossalico. Alla stessa concentrazione di acido ossalico, il contenuto di Rg1 è inizialmente aumentato e poi diminuito con l'aumentare del tasso di applicazione di calce. Rispetto al controllo, ad eccezione di tre concentrazioni di acido ossalico e 750 kg·h·m−2, il contenuto di Rg1 è risultato superiore al controllo, mentre il contenuto di Rg1 nelle radici di altri trattamenti è risultato inferiore al controllo. Il contenuto di Rg1 è risultato più elevato quando irrorato con 750 kg·g·m−2 di calce e 0,1 mol·l·l di acido ossalico, che è risultato superiore dell'11,54% rispetto al controllo (Tabella 4).
Il contenuto di Rb1 è inizialmente aumentato e poi diminuito con l'aumentare della concentrazione di acido ossalico e con un tasso di applicazione di calce di 2250 kg hm-2. Dopo aver spruzzato 0,1 mol l-1 di acido ossalico, il contenuto di Rb1 ha raggiunto un massimo del 3,46%, ovvero il 74,75% in più rispetto a un trattamento senza acido ossalico. Con altri trattamenti con calce, non si è osservata alcuna differenza significativa tra le diverse concentrazioni di acido ossalico. Con l'irrorazione con 0,1 e 0,2 mol l-1 di acido ossalico, il contenuto di Rb1 è inizialmente diminuito, per poi diminuire con l'aumentare della quantità di calce aggiunta (tabella 4).
Alla stessa concentrazione di acido ossalico spruzzato, il contenuto di flavonoidi è inizialmente aumentato e poi diminuito con l'aumento della dose di calce applicata. Nessuna calce o 3750 kg di calce hm-2 spruzzata con diverse concentrazioni di acido ossalico hanno mostrato una differenza significativa nel contenuto di flavonoidi. Quando la calce è stata applicata a una dose di 750 e 2250 kg di calce hm-2, il contenuto di flavonoidi è inizialmente aumentato e poi diminuito con l'aumento della concentrazione di acido ossalico spruzzata. Quando trattata con una dose di applicazione di 750 kg di calce hm-2 e spruzzata con 0,1 mol l-1 di acido ossalico, il contenuto di flavonoidi è risultato il più elevato, pari a 4,38 mg g-1, ovvero il 18,38% in più rispetto alla calce alla stessa dose di applicazione, senza spruzzatura con acido ossalico. Il contenuto di flavonoidi durante la spruzzatura con acido ossalico 0,1 mol l-1 è aumentato del 21,74% rispetto al trattamento senza spruzzatura con acido ossalico e trattamento con calce con 2250 kg hm-2 (Fig. 5).
Effetto della nebulizzazione fogliare di ossalato sul contenuto di flavonoidi nelle radici di Panax notoginseng sottoposte a stress da cadmio [J].
L'analisi bivariata ha mostrato che il contenuto di zuccheri solubili di Panax notoginseng era significativamente correlato alla quantità di calce applicata e alla concentrazione di acido ossalico irrorato. Il contenuto di proteine ​​solubili nelle colture da radice era significativamente correlato alla velocità di applicazione della calce, sia di calce che di acido ossalico. Il contenuto di amminoacidi liberi e prolina nelle radici era significativamente correlato alla velocità di applicazione della calce, alla concentrazione di acido ossalico irrorato, alla calce e all'acido ossalico (Tabella 5).
Il contenuto di R1 nelle radici di Panax notoginseng è risultato significativamente correlato alla concentrazione di acido ossalico spruzzato, alla quantità di calce applicata, alla calce e all'acido ossalico. Il contenuto di flavonoidi è risultato significativamente correlato alla concentrazione di acido ossalico spruzzato e alla quantità di calce applicata.
Molti ammendanti sono stati utilizzati per ridurre il Cd nelle piante immobilizzandolo nel terreno, come la calce e l'acido ossalico30. La calce è ampiamente utilizzata come additivo del terreno per ridurre il contenuto di cadmio nelle colture31. Liang et al.32 hanno riportato che l'acido ossalico può essere utilizzato anche per ripristinare i terreni contaminati da metalli pesanti. Dopo l'applicazione di varie concentrazioni di acido ossalico al terreno contaminato, la sostanza organica del suolo è aumentata, la capacità di scambio cationico è diminuita e il valore del pH è aumentato di 33. L'acido ossalico può anche reagire con gli ioni metallici presenti nel terreno. Sotto stress da Cd, il contenuto di Cd nel Panax notoginseng è aumentato significativamente rispetto al controllo. Tuttavia, quando è stata utilizzata la calce, è diminuito significativamente. In questo studio, applicando 750 kg di calce hm-2, il contenuto di Cd nelle radici ha raggiunto lo standard nazionale (limite di Cd: Cd≤0,5 mg/kg, AQSIQ, GB/T 19086-200834), e l'effetto ottenuto applicando 2250 kg di calce hm-2 funziona meglio con la calce. L'applicazione di calce ha creato un gran numero di siti di competizione tra Ca2+ e Cd2+ nel terreno, e l'aggiunta di acido ossalico potrebbe ridurre il contenuto di Cd nelle radici di Panax notoginseng. Tuttavia, il contenuto di Cd nelle radici di Panax notoginseng è stato significativamente ridotto dalla combinazione di calce e acido ossalico, raggiungendo lo standard nazionale. Il Ca2+ nel terreno viene adsorbito sulla superficie radicale durante il flusso di massa e può essere assorbito dalle cellule radicali attraverso i canali del calcio (canali del Ca2+), le pompe del calcio (Ca2+-AT-Pasi) e gli antiporti Ca2+/H+, per poi essere trasportato orizzontalmente allo xilema radicale 23. Il contenuto di Ca nelle radici era significativamente correlato negativamente con il contenuto di Cd (P<0,05). Il contenuto di Cd diminuiva con l'aumento del contenuto di Ca, il che è coerente con l'opinione sull'antagonismo tra Ca e Cd. L'analisi della varianza ha mostrato che la quantità di calce influenzava significativamente il contenuto di Ca nelle radici di Panax notoginseng. Pongrac et al. 35 hanno riportato che il Cd si lega all'ossalato nei cristalli di ossalato di calcio e compete con il Ca. Tuttavia, la regolazione del Ca da parte dell'ossalato non era significativa. Ciò ha dimostrato che la precipitazione dell'ossalato di calcio formato dall'acido ossalico e dal Ca2+ non era una semplice precipitazione e che il processo di coprecipitazione può essere controllato da vari percorsi metabolici.