Дякуємо за відвідування Nature.com. Ви використовуєте версію браузера з обмеженою підтримкою CSS. Для найкращої роботи рекомендуємо використовувати оновлений браузер (або вимкнути режим сумісності в Internet Explorer). Крім того, для забезпечення постійної підтримки ми показуємо сайт без стилів та JavaScript.
Слайдери, що показують три статті на слайді. Використовуйте кнопки «Назад» та «Далі» для переміщення між слайдами або кнопки контролера слайдів у кінці для переміщення між кожним слайдом.
Забруднення кадмієм (Cd) становить загрозу для вирощування лікарської рослини Panax notoginseng у провінції Юньнань. В умовах екзогенного стресу Cd було проведено польовий експеримент для розуміння впливу внесення вапна (0,750, 2250 та 3750 кг/м²) та обприскування щавлевою кислотою (0, 0,1 та 0,2 моль/л) на накопичення Cd. Системні та лікарські компоненти, що впливають на Panax notoginseng. Результати показали, що негашене вапно та позакореневе обприскування щавлевою кислотою можуть підвищити рівень Ca2+ у Panax notoginseng за умов стресу Cd та зменшити токсичність Cd2+. Додавання вапна та щавлевої кислоти підвищило активність антиоксидантних ферментів та змінило метаболізм осморегуляторів. Активність CAT зросла найбільш суттєво, збільшившись у 2,77 раза. Найвища активність SOD збільшилася в 1,78 раза при обробці щавлевою кислотою. Вміст MDA знизився на 58,38%. Існує дуже значна кореляція з розчинним цукром, вільною амінокислотою, проліном та розчинним білком. Вапно та щавлева кислота можуть збільшувати рівень іонів кальцію (Ca2+), зменшувати рівень Cd, покращувати стійкість до стресу у Panax notoginseng та збільшувати загальний вміст сапонінів та вироблення флавоноїдів. Вміст Cd був найнижчим, на 68,57% нижчим, ніж у контролі, що відповідало стандартному значенню (Cd ≤ 0,5 мг/кг, GB/T 19086-2008). Частка SPN становила 7,73%, що досягло найвищого рівня для кожного варіанту обробки, а вміст флавоноїдів значно збільшився на 21,74%, досягнувши стандартного значення для препарату та найкращого врожаю.
Кадмій (Cd), як поширений забруднювач у оброблюваному ґрунті, легко мігрує та має значну біологічну токсичність1. Ель Шафей та ін.2 повідомили, що токсичність Cd впливає на якість та продуктивність використовуваних рослин. В останні роки явище надлишку кадмію в ґрунті оброблюваних земель на південному заході Китаю стало дуже серйозним. Провінція Юньнань є королівством біорізноманіття Китаю, серед якого лікарські види рослин посідають перше місце в країні. Однак багаті мінеральні ресурси провінції Юньнань неминуче призводять до забруднення ґрунту важкими металами під час процесу видобутку корисних копалин, що впливає на виробництво місцевих лікарських рослин.
Panax notoginseng (Burkill) Chen3 – дуже цінна багаторічна трав'яниста лікарська рослина, що належить до роду аралієвих (Panax araliaceae). Корінь Panax notoginseng сприяє кровообігу, усуває застій крові та полегшує біль. Основним місцем виробництва є префектура Веньшань, провінція Юньнань5. Забруднення Cd було присутнє на понад 75% площі ґрунту в зоні посадки Panax notoginseng і перевищувало 81-100% у різних місцях6. Токсична дія Cd також значно знижує виробництво лікарських компонентів Panax notoginseng, особливо сапонінів та флавоноїдів. Сапоніни – це клас агліконів, серед яких аглікони – тритерпеноїди або спіростерани, які є основними активними інгредієнтами багатьох китайських рослинних лікарських засобів і містять сапоніни. Деякі сапоніни також мають цінну біологічну активність, таку як антибактеріальна, жарознижувальна, седативна та протиракова активність7. Флавоноїди загалом відносяться до серії сполук, в яких два бензольні кільця з фенольними гідроксильними групами з'єднані через три центральні атоми вуглецю, а основним ядром є 2-фенілхроманон 8. Це сильний антиоксидант, який може ефективно видаляти вільні кисневі радикали в рослинах, пригнічувати ексудацію запальних біологічних ферментів, сприяти загоєнню ран та знеболювальним засобам, а також знижувати рівень холестерину. Це один з основних активних інгредієнтів женьшеню Panax. Вирішення проблеми забруднення ґрунту кадмієм у виробничих зонах женьшеню Panax є необхідною умовою для забезпечення виробництва його основних лікарських компонентів.
Вапно є одним із поширених пасиваторів для фіксації кадмієвого забруднення ґрунту in situ. Воно впливає на адсорбцію та відкладення Cd у ґрунті та знижує біологічну активність Cd у ґрунті, підвищуючи pH та змінюючи ємність катіонного обміну ґрунту (CEC), насиченість ґрунту солями (BS), окисно-відновний потенціал ґрунту (Eh)3,11. Крім того, вапно забезпечує велику кількість Ca2+, який утворює іонний антагонізм з Cd2+, конкурує за місця адсорбції коренів, запобігає транспорту Cd до пагона та має низьку біологічну токсичність. При додаванні 50 ммоль л-1 Ca під впливом Cd транспорт Cd у листі кунжуту пригнічувався, а накопичення Cd зменшувалося на 80%. Численні відповідні дослідження були проведені на рисі (Oryza sativa L.) та інших культурах12,13.
Обприскування листя сільськогосподарських культур для контролю накопичення важких металів – це новий метод боротьби з важкими металами останніх років. Принцип головним чином пов'язаний з реакцією хелатування в рослинних клітинах, яка призводить до відкладення важких металів на клітинній стінці та пригнічує поглинання важких металів рослинами14,15. Як стабільний хелатуючий агент дикарбонової кислоти, щавлева кислота може безпосередньо хелатувати іони важких металів у рослинах, тим самим знижуючи токсичність. Дослідження показали, що щавлева кислота в сої може хелатувати Cd2+ та вивільняти кристали, що містять Cd, через апікальні клітини трихом, знижуючи рівень Cd2+ в організмі16. Щавлева кислота може регулювати pH ґрунту, підвищувати активність супероксиддисмутази (СОД), пероксидази (ПОД) та каталази (КАТ), а також регулювати інфільтрацію розчинного цукру, розчинного білка, вільних амінокислот та проліну. Метаболічні модулятори 17,18. Кислі речовини та надлишок Ca2+ в оксалатних рослинах утворюють преципітати оксалату кальцію під дією білків зародків. Регулювання концентрації Ca2+ у рослинах може ефективно регулювати розчинену щавлеву кислоту та Ca2+ у рослинах і запобігати надмірному накопиченню щавлевої кислоти та Ca2+19,20.
Кількість внесеного вапна є одним із ключових факторів, що впливають на ефект відновлення. Встановлено, що споживання вапна коливається від 750 до 6000 кг·год·м−2. Для кислих ґрунтів з pH 5,0-5,5 ефект від внесення вапна в дозі 3000-6000 кг·год·м−2 був значно вищим, ніж при дозі 750 кг·год·м−221. Однак надмірне внесення вапна спричинить деякі негативні наслідки для ґрунту, такі як значні зміни pH ґрунту та його ущільнення22. Тому ми встановили рівні обробки CaO як 0, 750, 2250 та 3750 кг·год·м−2. При внесенні щавлевої кислоти до Arabidopsis було виявлено значне зниження Ca2+ при 10 мМ L-1, а сімейство генів CRT, що впливає на сигналізацію Ca2+, було сильно чутливим20. Накопичення деяких попередніх досліджень дозволило нам визначити концентрацію цього експерименту та продовжити вивчення взаємодії екзогенних добавок на Ca2+ та Cd2+23,24,25. Таким чином, це дослідження має на меті дослідити регуляторний механізм впливу місцевого застосування вапна та позакореневого обприскування щавлевою кислотою на вміст Cd та стійкість Panax notoginseng до стресу в ґрунтах, забруднених кадмієм, а також подальше вивчення найкращих способів та засобів гарантії лікарської якості. Вихід з Panax notoginseng. Це надає цінну інформацію для керівництва розширенням вирощування трав'янистих культур у ґрунтах, забруднених кадмієм, та забезпеченням високоякісного, сталого виробництва для задоволення ринкового попиту на лікарські засоби.
Використовуючи місцевий сорт женьшень Веньшань як матеріал, польовий експеримент було проведено в Ланнічжай (24°11′ пн. ш., 104°3′ сх. д., висота 1446 м), повіт Цюбей, префектура Веньшань, провінція Юньнань. Середньорічна температура становить 17°C, а середньорічна кількість опадів – 1250 мм. Фонові значення досліджуваного ґрунту: вміст вуглецю (TN) 0,57 г/кг, транскрипційні речовини (TP) 1,64 г/кг, вуглеводи (TC) 16,31 г/кг, відносна вологість (RH) 31,86 г/кг, лужно гідролізований N 88,82 мг/кг, ефективний P 18,55 мг/кг, доступний K 100,37 мг/кг, загальний Cd 0,3 мг/кг та pH 5,4.
10 грудня 2017 року на кожній ділянці було внесено 6 мг/кг Cd2+ (CdCl2 2.5H2O) та вапно (0,750, 2250 та 3750 кг год м-2) та змішано з верхнім шаром ґрунту на глибину 0–10 см. Кожну обробку повторювали 3 рази. Дослідні ділянки розташовували випадковим чином, площа кожної ділянки становила 3 ​​м2. Однорічні саджанці Panax notoginseng пересаджували після 15 днів вирощування в ґрунті. При використанні затінюючих сіток інтенсивність світла Panax notoginseng у затінюючому пологу становить близько 18% від нормальної інтенсивності природного світла. Вирощувати згідно з місцевими традиційними методами вирощування. До стадії зрілості Panax notoginseng у 2019 році щавлеву кислоту обприскують як оксалат натрію. Концентрація щавлевої кислоти становила 0, 0,1 та 0,2 моль/л відповідно, а pH доводили до 5,16 за допомогою NaOH, щоб імітувати середній pH фільтрату залишків. Обприскуйте верхню та нижню поверхні листя один раз на тиждень о 8 ранку. Після 4-разового обприскування 3-річні рослини Panax notoginseng збирали на 5-му тижні.
У листопаді 2019 року в полі було зібрано трирічні рослини Panax notoginseng, оброблені щавлевою кислотою. Деякі зразки 3-річних рослин Panax notoginseng для тестування на фізіологічний метаболізм та ферментативну активність помістили в пробірки для заморожування, швидко заморожували в рідкому азоті, а потім перенесли в холодильник при температурі -80°C. У зразках коренів необхідно визначити вміст Cd та вміст активного інгредієнта у частині стадії зрілості. Після промивання водопровідною водою, висушити при температурі 105°C протягом 30 хвилин, витримати масу при 75°C та розтерти зразки в ступці.
Зважте 0,2 г висушених зразків рослин у колбу Ерленмейєра, додайте 8 мл HNO3 та 2 мл HClO4 і закрийте на ніч. Наступного дня лійку з вигнутою шийкою помістіть у трикутну колбу для електротермічного розкладання до появи білого диму та прозорості розчину розкладання. Після охолодження до кімнатної температури суміш перенесли у мірну колбу об'ємом 10 мл. Вміст Cd визначали на атомно-абсорбційному спектрометрі (Thermo ICE™ 3300 AAS, США). (GB/T 23739-2009).
Зважте 0,2 г висушених зразків рослин у пластикову пляшку об'ємом 50 мл, додайте 10 мл 1 моль/л HCl, закрийте та струшуйте протягом 15 годин, після чого профільтруйте. За допомогою піпетки наберіть необхідну кількість фільтрату для відповідного розведення та додайте розчин SrCl2, щоб довести концентрацію Sr2+ до 1 г/л. Вміст Ca визначали за допомогою атомно-абсорбційного спектрометра (Thermo ICE™ 3300 AAS, США).
(Метод з використанням набору для визначення малонового діальдегіду (MDA), супероксиддисмутази (SOD), пероксидази (POD) та каталази (CAT) (DNM-9602, Beijing Pulang New Technology Co., Ltd., реєстраційний номер продукту), використовуйте відповідний номер набору для вимірювання: Jingyaodianji (квазі) word 2013 № 2400147).
Відважте 0,05 г зразка Panax notoginseng та додайте реагент антрон-сірчана кислота вздовж стінок пробірки. Струшуйте пробірку протягом 2-3 секунд, щоб ретельно перемішати рідину. Помістіть пробірку на штатив для пробірок на 15 хвилин. Вміст розчинних цукрів визначали за допомогою УФ-видимої спектрофотометрії (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Китай) при довжині хвилі 620 нм.
Зважте 0,5 г свіжого зразка Panax notoginseng, подрібніть його до гомогенату з 5 мл дистильованої води та центрифугуйте при 10 000 g протягом 10 хвилин. Розведіть супернатант до фіксованого об'єму. Використовували метод Кумасі Брильянт-синього. Вміст розчинного білка визначали за допомогою спектрофотометрії в ультрафіолетовому та видимому діапазонах спектра (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Китай) при довжині хвилі 595 нм та розраховували за стандартною кривою бичачого сироваткового альбуміну.
Зважте 0,5 г свіжого зразка, додайте 5 мл 10% оцтової кислоти для подрібнення та гомогенізації, профільтруйте та розведіть до постійного об'єму. Хромогенний метод з використанням розчину нінгідрину. Вміст вільних амінокислот визначали за допомогою ультрафіолетово-видимої спектрофотометрії (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Китай) при довжині хвилі 570 нм та розраховували за стандартною лейциновою кривою.
Зважте 0,5 г свіжого зразка, додайте 5 мл 3% розчину сульфосаліцилової кислоти, нагрівайте на водяній бані та струшуйте протягом 10 хвилин. Після охолодження розчин фільтруйте та розбавляйте до постійного об'єму. Використовували хромогенний метод з кислим нінгідрином. Вміст проліну визначали за допомогою УФ-видимої спектрофотометрії (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Китай) при довжині хвилі 520 нм та розраховували за стандартною кривою проліну.
Вміст сапонінів визначали за допомогою високоефективної рідинної хроматографії (ВЕРХ) відповідно до Фармакопеї Китайської Народної Республіки (видання 2015 р.). Основний принцип ВЕРХ полягає у використанні рідини високого тиску як рухомої фази та застосуванні високоефективної технології розділення на колонці зі стаціонарною фазою для ультрадисперсних частинок. Навички роботи такі:
Умови ВЕРХ та тест на придатність системи (Таблиця 1): Градієнтне елюювання проводили згідно з наступною таблицею, використовуючи силікагель, пов'язаний октадецилсиланом як наповнювач, ацетонітрил як рухому фазу А, воду як рухому фазу В, а довжина хвилі детектування становила 203 нм. Кількість теоретичних чашок, розрахована з піку R1 сапонінів Panax notoginseng, повинна бути щонайменше 4000.
Приготування розчину порівняння: Точно зважте гінзенозиди Rg1, гінзенозиди Rb1 та нотогінзенозиди R1, додайте метанол, щоб отримати змішаний розчин 0,4 мг гінзенозиду Rg1, 0,4 мг гінзенозиду Rb1 та 0,1 мг нотогінзенозиду R1 на мл.
Приготування тестового розчину: Відважте 0,6 г порошку Sanxin та додайте 50 мл метанолу. Суміш зважте (W1) та залиште на ніч. Потім змішаний розчин злегка кип'ятіть на водяній бані при температурі 80°C протягом 2 годин. Після охолодження зважте змішаний розчин та додайте отриманий метанол до першої маси W1. Потім добре струсіть та відфільтруйте. Фільтрат залиште для визначення.
Вміст сапоніну точно поглинали 10 мкл стандартного розчину та 10 мкл фільтрату, а потім вводили у ВЕРХ (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.)24.
Стандартна крива: визначення змішаного стандартного розчину Rg1, Rb1, R1, умови хроматографії такі ж, як вище. Розрахуйте стандартну криву, відклавши виміряну площу піку на осі y, а концентрацію сапоніну в стандартному розчині на осі абсциси. Підставте виміряну площу піку зразка в стандартну криву, щоб розрахувати концентрацію сапоніну.
Зважте 0,1 г зразка P. notogensings та додайте 50 мл 70% розчину CH3OH. Обробляйте ультразвуком протягом 2 годин, потім центрифугуйте при 4000 об/хв протягом 10 хвилин. Візьміть 1 мл супернатанту та розведіть його в 12 разів. Вміст флавоноїдів визначали за допомогою ультрафіолетово-видимої спектрофотометрії (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Китай) при довжині хвилі 249 нм. Кверцетин є стандартною речовиною, що зустрічається у великій кількості.
Дані були організовані за допомогою програмного забезпечення Excel 2010. Дисперсійний аналіз даних був проведений за допомогою програмного забезпечення SPSS Statistics 20. Зображення намальовано за допомогою Origin Pro 9.1. Розрахована статистика включає середнє значення ± стандартне відхилення. Твердження статистичної значущості базуються на P < 0,05.
У випадку позакореневого обприскування з тією ж концентрацією щавлевої кислоти вміст Ca в коренях Panax notoginseng значно збільшувався зі збільшенням внесення вапна (Таблиця 2). Порівняно з відсутністю внесення вапна, вміст Ca збільшився на 212% при 3750 кг ppm вапна без обприскування щавлевою кислотою. За тієї ж норми внесення вапна вміст кальцію дещо збільшувався зі збільшенням концентрації обприскуваної щавлевої кислоти.
Вміст Cd у коренях коливався від 0,22 до 0,70 мг/кг. За тієї ж концентрації обприскування щавлевою кислотою вміст 2250 кг гм-2 Cd значно зменшився зі збільшенням норми внесення вапна. Порівняно з контролем, при обприскуванні коренів 2250 кг гм-2 вапна та 0,1 моль л-1 щавлевої кислоти вміст Cd зменшився на 68,57%. При внесенні без вапна та 750 кг гм-2 вапна вміст Cd у коренях Panax notoginseng значно зменшився зі збільшенням концентрації обприскування щавлевою кислотою. При внесенні 2250 кг вапна гм-2 та 3750 кг вапна гм-2 вміст Cd у коренях спочатку зменшився, а потім збільшився зі збільшенням концентрації щавлевої кислоти. Крім того, 2D-аналіз показав, що вміст Ca в корені Panax notoginseng суттєво зазнав впливу вапна (F = 82,84**), вміст Cd в корені Panax notoginseng суттєво зазнав впливу вапна (F = 74,99**) та щавлевої кислоти (F = 74,99**). F = 7,72*).
Зі збільшенням норми внесення вапна та концентрації обприскування щавлевою кислотою вміст МДА значно зменшився. Не було виявлено суттєвої різниці у вмісті МДА між корінням Panax notoginseng, обробленим вапном, та 3750 кг г/м2 вапна. При нормах внесення 750 кг г/м2 та 2250 кг г/м2 вапна вміст МДА в 0,2 моль/л щавлевій кислоті при обприскуванні був на 58,38% та 40,21% нижчим, ніж у необробленій щавлевій кислоті відповідно. Вміст МДА (7,57 нмоль/л) був найнижчим при додаванні 750 кг г/м2 вапна та 0,2 моль/л щавлевої кислоти (рис. 1).
Вплив обприскування листя щавлевою кислотою на вміст малонового діальдегіду в коренях Panax notoginseng за кадмієвого стресу [J]. P < 0,05). Те саме нижче.
За винятком внесення 3750 кг год/м⁻² вапна, суттєвої різниці в активності СОД кореневої системи Panax notoginseng не спостерігалося. При використанні вапна 0, 750 та 2250 кг г/м⁻² активність СОД при обприскуванні 0,2 моль/л щавлевої кислоти була значно вищою, ніж без обробки щавлевою кислотою, яка збільшилася на 177,89%, 61,62% та 45,08% відповідно. Активність СОД (598,18 одиниць/г) у коренях була найвищою при обробці без вапна та обприскуванні 0,2 моль/л щавлевою кислотою. При тій самій концентрації без щавлевої кислоти або обприскуванні 0,1 моль/л щавлевої кислоти активність СОД зростала зі збільшенням кількості внесеного вапна. Активність СОД значно знижувалася після обприскування 0,2 моль/л щавлевою кислотою (рис. 2).
Вплив обприскування листя щавлевою кислотою на активність супероксиддисмутази, пероксидази та каталази в коренях Panax notoginseng за кадмієвого стресу [J].
Подібно до активності SOD у коренях, активність POD у коренях (63,33 мкмоль г-1) була найвищою при обприскуванні без вапна та з 0,2 моль л-1 щавлевої кислоти, що було на 148,35% вище, ніж у контролі (25,50 мкмоль г-1). Активність POD спочатку зростала, а потім зменшувалася зі збільшенням концентрації обприскування щавлевою кислотою та обробкою вапном 3750 кг хм-2. Порівняно з обробкою 0,1 моль л-1 щавлевої кислоти, активність POD знизилася на 36,31% при обробці 0,2 моль л-1 щавлевої кислоти (рис. 2).
За винятком обприскування щавлевою кислотою концентрацією 0,2 моль/л та внесення 2250 кг гм-2 або 3750 кг гм-2 вапна, активність CAT була значно вищою, ніж у контролі. Активність CAT після обробки 0,1 моль/л щавлевою кислотою та обробки вапном 0,2250 кг/год/м або 3750 кг/год/м збільшилася на 276,08%, 276,69% ​​та 33,05% відповідно порівняно з відсутністю обробки щавлевою кислотою. Активність CAT коренів (803,52 мкмоль/г), оброблених 0,2 моль/л щавлевою кислотою, була найвищою. Активність CAT (172,88 мкмоль/г) була найнижчою при обробці 3750 кг гм-2 вапна та 0,2 моль/л щавлевої кислоти (рис. 2).
Двовимірний аналіз показав, що активність CAT та MDA Panax notoginseng суттєво корелювали з кількістю обприскування щавлевою кислотою або вапном та обома обробками (Таблиця 3). Активність SOD у коренях була сильно корельована з обробкою вапном та щавлевою кислотою або концентрацією обприскування щавлевою кислотою. Активність POD коренів суттєво корелювала з кількістю внесеного вапна або з одночасним внесенням вапна та щавлевої кислоти.
Вміст розчинних цукрів у коренеплодах зменшувався зі збільшенням норми внесення вапна та концентрації обприскування щавлевою кислотою. Не було виявлено суттєвої різниці у вмісті розчинних цукрів у коренях Panax notoginseng без внесення вапна та з внесенням 750 кг·год·м−2 вапна. При внесенні 2250 кг вапна hm-2 вміст розчинного цукру при обробці 0,2 моль л-1 щавлевою кислотою був значно вищим, ніж при обприскуванні нещавлевою кислотою, яке збільшилося на 22,81%. При внесенні вапна в кількості 3750 кг·год·м−2 вміст розчинних цукрів значно зменшився зі збільшенням концентрації обприскування щавлевою кислотою. Вміст розчинного цукру при обробці обприскуванням 0,2 моль л-1 щавлевою кислотою був на 38,77% нижчим, ніж при обробці без обробки щавлевою кислотою. Крім того, обробка обприскуванням 0,2 моль л-1 щавлевою кислотою мала найнижчий вміст розчинного цукру 205,80 мг г-1 (рис. 3).
Вплив обприскування листя щавлевою кислотою на вміст загального розчинного цукру та розчинного білка в коренях Panax notoginseng за кадмієвого стресу [J].
Вміст розчинного білка в коренях зменшувався зі збільшенням норми внесення вапна та щавлевої кислоти. За відсутності вапна вміст розчинного білка при обробці обприскуванням 0,2 моль л-1 щавлевої кислоти був значно нижчим, ніж у контролі, на 16,20%. При внесенні вапна 750 кг м/м суттєвої різниці в вмісті розчинного білка в коренях Panax notoginseng не спостерігалося. При нормі внесення вапна 2250 кг год/м ⁻² вміст розчинного білка при обробці обприскуванням щавлевою кислотою 0,2 моль л-1 був значно вищим, ніж при обробці обприскуванням без щавлевої кислоти (35,11%). При внесенні вапна 3750 кг год/м ⁻² вміст розчинного білка значно зменшувався зі збільшенням концентрації обприскування щавлевою кислотою, а вміст розчинного білка (269,84 мкг/м) був найнижчим при обробці обприскуванням 0,2 моль л-1 щавлевою кислотою (рис. 3).
Не виявлено суттєвої різниці у вмісті вільних амінокислот у коренях Panax notoginseng за відсутності вапна. Зі збільшенням концентрації обприскування щавлевою кислотою та нормою внесення вапна 750 кг·гм-2 вміст вільних амінокислот спочатку зменшувався, а потім збільшувався. Застосування обробки 2250 кг вапна·гм-2 та 0,2 моль л-1 щавлевої кислоти значно збільшило вміст вільних амінокислот на 33,58% порівняно з відсутністю обробки щавлевою кислотою. Зі збільшенням концентрації обприскування щавлевою кислотою та внесенням 3750 кг·гм-2 вапна вміст вільних амінокислот значно знизився. Вміст вільних амінокислот при обробці обприскуванням 0,2 моль л-1 щавлевою кислотою був на 49,76% нижчим, ніж при обробці без обробки щавлевою кислотою. Вміст вільних амінокислот був максимальним при обробці без обробки щавлевою кислотою та становив 2,09 мг/г. Вміст вільних амінокислот (1,05 мг г-1) був найнижчим при обприскуванні 0,2 моль л-1 щавлевою кислотою (рис. 4).
Вплив обприскування листя щавлевою кислотою на вміст вільних амінокислот та проліну в коренях Panax notoginseng за умов кадмієвого стресу [J].
Вміст проліну в коренях зменшувався зі збільшенням норми внесення вапна та щавлевої кислоти. Не було виявлено суттєвої різниці у вмісті проліну в Panax notoginseng за відсутності вапна. Зі збільшенням концентрації обприскування щавлевою кислотою та нормами внесення вапна 750 та 2250 кг·хв⁻² вміст проліну спочатку зменшувався, а потім збільшувався. Вміст проліну при обробці обприскуванням 0,2 моль/л щавлевою кислотою був значно вищим, ніж вміст проліну при обробці обприскуванням 0,1 моль/л щавлевою кислотою, який збільшився на 19,52% та 44,33% відповідно. При внесенні 3750 кг·хв⁻² вапна вміст проліну значно зменшувався зі збільшенням концентрації обприскування щавлевою кислотою. Вміст проліну після обприскування 0,2 моль/л щавлевою кислотою був на 54,68% нижчим, ніж без щавлевої кислоти. Вміст проліну був найнижчим і становив 11,37 мкг/г після обробки 0,2 моль/л щавлевою кислотою (рис. 4).
Вміст загальних сапонінів у Panax notoginseng становив Rg1>Rb1>R1. Не було виявлено суттєвої різниці у вмісті трьох сапонінів зі збільшенням концентрації обприскування щавлевою кислотою та без вапна (Таблиця 4).
Вміст R1 при розпиленні 0,2 моль/л щавлевої кислоти був значно нижчим, ніж за відсутності розпилення щавлевої кислоти та з використанням вапна 750 або 3750 кг·год·м-2. При концентрації щавлевої кислоти при розпиленні 0 або 0,1 моль/л не спостерігалося суттєвої різниці у вмісті R1 зі збільшенням норми внесення вапна. При концентрації щавлевої кислоти при розпиленні 0,2 моль/л вміст R1 у вапні 3750 кг/л м-2 був значно нижчим, ніж 43,84% без вапна (Таблиця 4).
Вміст Rg1 спочатку збільшувався, а потім зменшувався зі збільшенням концентрації обприскування щавлевою кислотою та норми внесення вапна 750 кг·год·м−2. При нормі внесення вапна 2250 або 3750 кг·год·м−2 вміст Rg1 зменшувався зі збільшенням концентрації обприскування щавлевою кислотою. При тій самій концентрації обприскування щавлевою кислотою вміст Rg1 спочатку збільшувався, а потім зменшувався зі збільшенням норми внесення вапна. Порівняно з контролем, за винятком трьох концентрацій обприскування щавлевою кислотою та 750 кг·год·м−2, вміст Rg1 був вищим, ніж у контролі, вміст Rg1 у коренях інших обробок був нижчим, ніж у контролі. Вміст Rg1 був найвищим при обприскуванні 750 кг вапна гм−2 та 0,1 моль л−1 щавлевої кислоти, що на 11,54% вище, ніж у контролі (Таблиця 4).
Вміст Rb1 спочатку збільшувався, а потім зменшувався зі збільшенням концентрації обприскування щавлевою кислотою та норми внесення вапна 2250 кг/г/м². Після обприскування 0,1 моль/л щавлевої кислоти вміст Rb1 досяг максимуму в 3,46%, що на 74,75% вище, ніж без обприскування щавлевою кислотою. При інших обробках вапном не було суттєвої різниці між різними концентраціями обприскування щавлевою кислотою. При обприскуванні 0,1 та 0,2 моль/л щавлевою кислотою вміст Rb1 спочатку зменшувався, а потім зменшувався зі збільшенням кількості доданого вапна (таблиця 4).
При однаковій концентрації розпиленої щавлевої кислоти вміст флавоноїдів спочатку збільшувався, а потім зменшувався зі збільшенням норми внесення вапна. Відсутність вапна або 3750 кг вапна г/м, обприскане різною концентрацією щавлевої кислоти, мали значну різницю у вмісті флавоноїдів. Коли вапно вносили з нормою 750 та 2250 кг год/м, вміст флавоноїдів спочатку збільшувався, а потім зменшувався зі збільшенням концентрації обприскування щавлевою кислотою. При обробці нормою внесення 750 кг г/м та обприсканні 0,1 моль/л щавлевої кислоти вміст флавоноїдів був найвищим і становив 4,38 мг/г, що на 18,38% вище, ніж при обприсканні вапном за тієї ж норми внесення. Вміст флавоноїдів під час обприскування щавлевою кислотою 0,1 моль л-1 збільшився на 21,74% порівняно з обробкою без обприскування щавлевою кислотою та обробкою вапном 2250 кг г/м² (рис. 5).
Вплив позакореневого обприскування оксалатом на вміст флавоноїдів у коренях Panax notoginseng за кадмієвого стресу [J].
Двовимірний аналіз показав, що вміст розчинного цукру в Panax notoginseng суттєво корелював з кількістю внесеного вапна та концентрацією обприскуваної щавлевої кислоти. Вміст розчинного білка в коренеплодах суттєво корелював з нормою внесення вапна, як вапна, так і щавлевої кислоти. Вміст вільних амінокислот та проліну в коренях суттєво корелював з нормою внесення вапна, концентрацією обприскування щавлевою кислотою, вапном та щавлевою кислотою (Таблиця 5).
Вміст R1 у коренях Panax notoginseng суттєво корелював з концентрацією обприскування щавлевою кислотою, кількістю внесеного вапна, вапна та щавлевої кислоти. Вміст флавоноїдів суттєво корелював з концентрацією обприскування щавлевою кислотою та кількістю внесеного вапна.
Для зменшення вмісту Cd у рослинах шляхом іммобілізації Cd у ґрунті було використано багато добавок, таких як вапно та щавлева кислота30. Вапно широко використовується як ґрунтова добавка для зниження вмісту кадмію в сільськогосподарських культурах31. Лян та ін.32 повідомили, що щавлеву кислоту також можна використовувати для відновлення ґрунтів, забруднених важкими металами. Після застосування різних концентрацій щавлевої кислоти до забрудненого ґрунту вміст органічної речовини в ґрунті збільшився, ємність катіонного обміну знизилася, а значення pH збільшилося на 33. Щавлева кислота також може реагувати з іонами металів у ґрунті. Під впливом Cd вміст Cd у Panax notoginseng значно збільшився порівняно з контролем. Однак, коли використовувалося вапно, він значно знизився. У цьому дослідженні, при застосуванні 750 кг вапна hm−2, вміст Cd у корені досяг національного стандарту (граничний вміст Cd: Cd ≤ 0,5 мг/кг, AQSIQ, GB/T 19086-200834), і ефект від застосування 2250 кг вапна hm−2 найкраще проявляється з вапном. Внесення вапна створило велику кількість місць конкуренції між Ca2+ та Cd2+ у ґрунті, а додавання щавлевої кислоти могло зменшити вміст Cd у коренях Panax notoginseng. Однак вміст Cd у коренях Panax notoginseng значно знизився завдяки комбінації вапна та щавлевої кислоти, досягнувши національного стандарту. Ca2+ у ґрунті адсорбується на поверхні кореня під час масового потоку та може поглинатися клітинами кореня через кальцієві канали (Ca2+-канали), кальцієві насоси (Ca2+-AT-Pase) та Ca2+/H+ антипортери, а потім горизонтально транспортуватися до ксилеми кореня 23. Вміст Ca у корені мав значну негативну кореляцію з вмістом Cd (P<0,05). Вміст Cd зменшувався зі збільшенням вмісту Ca, що узгоджується з думкою про антагонізм Ca та Cd. Дисперсійний аналіз показав, що кількість вапна суттєво впливала на вміст Ca у коренях Panax notoginseng. Pongrac et al. У роботі 35 повідомлялося, що Cd зв'язується з оксалатом у кристалах оксалату кальцію та конкурує з Ca. Однак регуляція Ca оксалатом була незначною. Це показало, що осадження оксалату кальцію, утвореного щавлевою кислотою та Ca2+, не було простим осадженням, і процес спільного осадження може контролюватися різними метаболічними шляхами.