Cảm ơn bạn đã ghé thăm Nature.com. Trình duyệt bạn đang sử dụng có hỗ trợ CSS hạn chế. Để có trải nghiệm tốt nhất, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng trình duyệt được cập nhật (hoặc tắt Chế độ tương thích trong Internet Explorer). Ngoài ra, để đảm bảo hỗ trợ liên tục, chúng tôi hiển thị trang web mà không có kiểu dáng và JavaScript.
Các thanh trượt hiển thị ba bài viết trên mỗi slide. Sử dụng các nút quay lại và tiếp theo để di chuyển giữa các slide, hoặc các nút điều khiển slide ở cuối để di chuyển qua từng slide.
Ô nhiễm Cadmium (Cd) đe dọa đến việc trồng cây sâm Panax notoginseng ở tỉnh Vân Nam. Trong điều kiện stress Cd ngoại sinh, một thí nghiệm thực địa đã được tiến hành để tìm hiểu tác động của việc bón vôi (0,750, 2250 và 3750 kg bm-2) và phun axit oxalic (0, 0,1 và 0,2 mol l-1) lên sự tích lũy Cd và tác dụng chống oxy hóa của các thành phần dược liệu ảnh hưởng đến sâm Panax notoginseng. Kết quả cho thấy vôi sống và phun axit oxalic lên lá có thể làm tăng nồng độ Ca2+ trong sâm Panax notoginseng dưới điều kiện stress Cd và giảm độc tính của Cd2+. Việc bổ sung vôi và axit oxalic làm tăng hoạt động của các enzyme chống oxy hóa và làm thay đổi quá trình trao đổi chất của các chất điều hòa thẩm thấu. Hoạt động của CAT tăng đáng kể nhất, gấp 2,77 lần. Hoạt động cao nhất của SOD tăng gấp 1,78 lần khi được xử lý bằng axit oxalic. Hàm lượng MDA giảm 58,38%. Có mối tương quan rất đáng kể với đường hòa tan, axit amin tự do, proline và protein hòa tan. Vôi và axit oxalic có thể làm tăng ion canxi (Ca2+), giảm Cd, cải thiện khả năng chịu stress ở sâm Panax notoginseng và tăng sản lượng tổng saponin và flavonoid. Hàm lượng Cd thấp nhất, giảm 68,57% so với đối chứng, tương ứng với giá trị tiêu chuẩn (Cd≤0,5 mg/kg, GB/T 19086-2008). Tỷ lệ SPN đạt 7,73%, đạt mức cao nhất trong mỗi nghiệm thức, và hàm lượng flavonoid tăng đáng kể 21,74%, đạt giá trị tiêu chuẩn của dược liệu và năng suất tốt nhất.
Cadmium (Cd), một chất gây ô nhiễm phổ biến trong đất canh tác, dễ dàng di chuyển và có độc tính sinh học đáng kể¹. El Shafei và cộng sự² đã báo cáo rằng độc tính của Cd ảnh hưởng đến chất lượng và năng suất của cây trồng. Trong những năm gần đây, hiện tượng dư thừa cadmium trong đất canh tác ở tây nam Trung Quốc ngày càng trở nên nghiêm trọng. Tỉnh Vân Nam là "Vương quốc đa dạng sinh học" của Trung Quốc, trong đó các loài cây thuốc đứng đầu cả nước. Tuy nhiên, nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú của tỉnh Vân Nam chắc chắn dẫn đến ô nhiễm kim loại nặng trong đất trong quá trình khai thác, ảnh hưởng đến sản xuất cây thuốc địa phương.
Sâm Panax notoginseng (Burkill) Chen3 là một loại cây thuốc lâu năm rất quý giá thuộc chi Araliaceae Panax ginseng. Rễ sâm Panax notoginseng có tác dụng thúc đẩy tuần hoàn máu, tiêu huyết ứ và giảm đau. Địa điểm sản xuất chính là huyện Văn Sơn, tỉnh Vân Nam.5 Ô nhiễm Cd hiện diện trên hơn 75% diện tích đất trồng sâm Panax notoginseng và vượt quá 81-100% ở nhiều địa điểm khác nhau.6 Tác động độc hại của Cd cũng làm giảm đáng kể sản lượng các thành phần dược liệu của sâm Panax notoginseng, đặc biệt là saponin và flavonoid. Saponin là một loại aglycone, trong đó aglycone là triterpenoid hoặc spirosterane, là thành phần hoạt tính chính của nhiều loại thuốc thảo dược Trung Quốc và chứa saponin. Một số saponin cũng có các hoạt tính sinh học quý giá như hoạt tính kháng khuẩn, hạ sốt, an thần và chống ung thư.7 Flavonoid nói chung đề cập đến một loạt các hợp chất trong đó hai vòng benzen với nhóm hydroxyl phenolic được liên kết với nhau thông qua ba nguyên tử carbon trung tâm, và lõi chính là 2-phenylchromanone 8. Nó là một chất chống oxy hóa mạnh, có thể loại bỏ hiệu quả các gốc tự do oxy trong thực vật, ức chế sự tiết ra các enzyme sinh học gây viêm, thúc đẩy quá trình lành vết thương và giảm đau, đồng thời giảm mức cholesterol. Nó là một trong những thành phần hoạt tính chính của Nhân sâm Panax. Giải quyết vấn đề ô nhiễm đất do cadmium ở các khu vực sản xuất Nhân sâm Panax là điều kiện cần thiết để đảm bảo sản xuất các thành phần dược liệu chính của nó.
Vôi là một trong những chất thụ động hóa phổ biến để cố định ô nhiễm cadmium trong đất tại chỗ. Nó ảnh hưởng đến sự hấp phụ và lắng đọng Cd trong đất và làm giảm hoạt động sinh học của Cd trong đất bằng cách tăng độ pH và thay đổi khả năng trao đổi cation của đất (CEC), độ bão hòa muối của đất (BS), hiệu quả thế oxy hóa khử của đất (Eh)3,11. Ngoài ra, vôi cung cấp một lượng lớn Ca2+, tạo thành đối kháng ion với Cd2+, cạnh tranh các vị trí hấp phụ ở rễ, ngăn cản sự vận chuyển Cd lên thân cây và có độc tính sinh học thấp. Khi bổ sung 50 mmol l-1 Ca dưới điều kiện stress Cd, sự vận chuyển Cd trong lá vừng bị ức chế và sự tích lũy Cd giảm 80%. Nhiều nghiên cứu liên quan đã được báo cáo trên lúa (Oryza sativa L.) và các loại cây trồng khác12,13.
Phun thuốc lên lá cây trồng để kiểm soát sự tích tụ kim loại nặng là một phương pháp mới để xử lý kim loại nặng trong những năm gần đây. Nguyên lý chủ yếu liên quan đến phản ứng tạo phức trong tế bào thực vật, khiến kim loại nặng lắng đọng trên thành tế bào và ức chế sự hấp thụ kim loại nặng của cây trồng14,15. Là một chất tạo phức axit dicarboxylic ổn định, axit oxalic có thể trực tiếp tạo phức với các ion kim loại nặng trong cây trồng, do đó làm giảm độc tính. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng axit oxalic trong đậu nành có thể tạo phức với Cd2+ và giải phóng các tinh thể chứa Cd thông qua các tế bào đỉnh lông tơ, làm giảm nồng độ Cd2+ trong cơ thể16. Axit oxalic có thể điều chỉnh độ pH của đất, tăng hoạt động của superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) và catalase (CAT), và điều chỉnh sự thẩm thấu của đường hòa tan, protein hòa tan, axit amin tự do và proline. Các chất điều hòa chuyển hóa 17,18. Các chất axit và lượng Ca2+ dư thừa trong cây oxalate tạo thành kết tủa canxi oxalate dưới tác động của protein mầm. Việc điều chỉnh nồng độ Ca2+ trong cây có thể điều tiết hiệu quả axit oxalic và Ca2+ hòa tan trong cây và tránh sự tích tụ quá mức axit oxalic và Ca2+19,20.
Lượng vôi bón là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu quả phục hồi. Người ta đã xác định rằng lượng vôi tiêu thụ nằm trong khoảng từ 750 đến 6000 kg·h·m−2. Đối với đất chua có pH 5,0-5,5, hiệu quả của việc bón vôi ở liều lượng 3000-6000 kg·h·m−2 cao hơn đáng kể so với liều lượng 750 kg·h·m−221. Tuy nhiên, bón quá nhiều vôi sẽ gây ra một số tác động tiêu cực đến đất, chẳng hạn như thay đổi lớn về độ pH và độ nén chặt của đất22. Do đó, chúng tôi đã thiết lập các mức xử lý CaO là 0, 750, 2250 và 3750 kg·h·m−2. Khi axit oxalic được bón cho cây Arabidopsis, Ca2+ được phát hiện giảm đáng kể ở nồng độ 10 mM L-1, và họ gen CRT ảnh hưởng đến tín hiệu Ca2+ đã phản ứng mạnh mẽ20. Việc tổng hợp một số nghiên cứu trước đây đã cho phép chúng tôi xác định nồng độ của thí nghiệm này và tiếp tục nghiên cứu sự tương tác của các chất phụ gia ngoại sinh với Ca2+ và Cd2+23,24,25. Do đó, nghiên cứu này nhằm mục đích điều tra cơ chế điều chỉnh tác động của việc bón vôi tại chỗ và phun axit oxalic lên lá đối với hàm lượng Cd và khả năng chịu stress của Panax notoginseng trong đất bị ô nhiễm Cd, và để tìm hiểu thêm các phương pháp và biện pháp tốt nhất nhằm đảm bảo chất lượng dược liệu. Nghiên cứu này cung cấp thông tin có giá trị để hướng dẫn việc mở rộng canh tác cây thân thảo trong đất bị ô nhiễm cadmium và cung cấp sản xuất bền vững, chất lượng cao để đáp ứng nhu cầu thị trường về dược liệu.
Sử dụng giống sâm Wenshan địa phương làm nguyên liệu, một thí nghiệm thực địa đã được tiến hành tại Lannizhai (24°11′N, 104°3′E, độ cao 1446m), huyện Qiubei, tỉnh Wenshan, tỉnh Vân Nam. Nhiệt độ trung bình hàng năm là 17°C và lượng mưa trung bình hàng năm là 1250 mm. Giá trị nền của đất nghiên cứu: 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 thủy phân kiềm 88,82 mg kg-1, P hữu dụng 18,55 mg kg-1, K dễ hấp thụ 100,37 mg kg-1, Cd tổng cộng 0,3 mg kg-1 và pH 5,4.
Ngày 10 tháng 12 năm 2017, 6 mg/kg Cd2+ (CdCl2 2.5H2O) và vôi (0,750, 2250 và 3750 kg h m-2) được bón và trộn với lớp đất mặt 0–10 cm trong mỗi ô thí nghiệm. Mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần. Các ô thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên, diện tích mỗi ô là 3 m2. Cây sâm Panax notoginseng một năm tuổi được trồng sau 15 ngày ươm trong đất. Khi sử dụng lưới che nắng, cường độ ánh sáng chiếu vào sâm Panax notoginseng dưới tán che khoảng 18% cường độ ánh sáng tự nhiên bình thường. Trồng theo phương pháp canh tác truyền thống địa phương. Đến giai đoạn trưởng thành của sâm Panax notoginseng vào năm 2019, sẽ phun axit oxalic dưới dạng natri oxalat. Nồng độ axit oxalic lần lượt là 0, 0,1 và 0,2 mol l-1, và độ pH được điều chỉnh đến 5,16 bằng NaOH để mô phỏng độ pH trung bình của dịch lọc cặn. Phun dung dịch lên cả mặt trên và mặt dưới của lá mỗi tuần một lần vào lúc 8 giờ sáng. Sau khi phun 4 lần, cây sâm Panax notoginseng 3 năm tuổi được thu hoạch vào tuần thứ 5.
Vào tháng 11 năm 2019, người ta thu thập các cây sâm Panax notoginseng 3 năm tuổi được xử lý bằng axit oxalic ngoài đồng. Một số mẫu sâm Panax notoginseng 3 năm tuổi cần kiểm tra quá trình trao đổi chất sinh lý và hoạt tính enzym được đặt trong ống đông lạnh, đông lạnh nhanh bằng nitơ lỏng, sau đó chuyển đến tủ lạnh ở -80°C. Phần rễ ở giai đoạn trưởng thành phải được xác định hàm lượng Cd và hoạt chất. Sau khi rửa sạch bằng nước máy, sấy khô ở 105°C trong 30 phút, giữ khối lượng ở 75°C và nghiền mẫu trong cối.
Cân 0,2 g mẫu thực vật khô vào bình tam giác, thêm 8 ml HNO3 và 2 ml HClO4 rồi đậy kín qua đêm. Ngày hôm sau, đặt phễu có cổ cong vào bình tam giác để phân hủy bằng điện nhiệt cho đến khi xuất hiện khói trắng và dung dịch phân hủy trở nên trong suốt. Sau khi làm nguội đến nhiệt độ phòng, hỗn hợp được chuyển vào bình định mức 10 ml. Hàm lượng Cd được xác định bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA). (GB/T 23739-2009).
Cân 0,2 g mẫu thực vật khô vào chai nhựa 50 ml, thêm 10 ml dung dịch HCl 1 mol l-1, đậy kín và lắc trong 15 giờ rồi lọc. Dùng pipet hút lượng dịch lọc cần thiết để pha loãng đúng tỷ lệ và thêm dung dịch SrCl2 để nồng độ Sr2+ đạt 1 g L–1. Hàm lượng Ca được xác định bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA).
Phương pháp bộ kit tham chiếu Malondialdehyde (MDA), superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) và catalase (CAT) (DNM-9602, Công ty TNHH Công nghệ Mới Bắc Kinh Pulang, số đăng ký sản phẩm), sử dụng bộ kit đo tương ứng số: Jingyaodianji (quasi) word 2013 số 2400147).
Cân 0,05 g mẫu sâm Panax notoginseng và thêm thuốc thử anthrone-sulfuric acid dọc theo thành ống nghiệm. Lắc ống nghiệm trong 2-3 giây để trộn đều dung dịch. Đặt ống nghiệm lên giá đỡ ống nghiệm trong 15 phút. Hàm lượng đường hòa tan được xác định bằng phương pháp quang phổ UV-vis (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Trung Quốc) ở bước sóng 620 nm.
Cân 0,5 g mẫu sâm Panax notoginseng tươi, nghiền nhuyễn với 5 ml nước cất và ly tâm ở 10.000 g trong 10 phút. Pha loãng dịch nổi đến thể tích xác định. Phương pháp nhuộm Coomassie Brilliant Blue được sử dụng. Hàm lượng protein hòa tan được xác định bằng phương pháp quang phổ trong vùng tử ngoại và khả kiến ​​(UV-5800, Công ty TNHH Dụng cụ Thượng Hải Yuanxi, Trung Quốc) ở bước sóng 595 nm và được tính toán từ đường cong chuẩn của albumin huyết thanh bò.
Cân 0,5 g mẫu tươi, thêm 5 ml axit axetic 10% để nghiền và đồng nhất, lọc và pha loãng đến thể tích không đổi. Phương pháp sắc ký sử dụng dung dịch ninhydrin. Hàm lượng axit amin tự do được xác định bằng phương pháp quang phổ tử ngoại-ánh sáng nhìn thấy (UV-5800, Công ty TNHH Dụng cụ Thượng Hải Nguyên Tây, Trung Quốc) ở bước sóng 570 nm và được tính toán từ đường cong chuẩn leucine.
Cân 0,5 g mẫu tươi, thêm 5 ml dung dịch axit sulfosalicylic 3%, đun nóng trong nồi cách thủy và lắc trong 10 phút. Sau khi làm nguội, lọc dung dịch và pha loãng đến thể tích không đổi. Phương pháp sắc ký ninhydrin axit được sử dụng. Hàm lượng proline được xác định bằng phương pháp quang phổ UV-vis (UV-5800, Công ty TNHH Dụng cụ Thượng Hải Nguyên Tây, Trung Quốc) ở bước sóng 520 nm và được tính toán từ đường cong chuẩn proline.
Hàm lượng saponin được xác định bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) theo Dược điển Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa (phiên bản 2015). Nguyên tắc cơ bản của HPLC là sử dụng chất lỏng áp suất cao làm pha động và áp dụng công nghệ tách hiệu quả cao trên cột pha tĩnh dành cho các hạt siêu mịn. Kỹ năng vận hành như sau:
Điều kiện HPLC và kiểm tra tính phù hợp của hệ thống (Bảng 1): Quá trình rửa giải gradient được thực hiện theo bảng sau, sử dụng silica gel liên kết với octadecylsilane làm chất độn, acetonitrile làm pha động A, nước làm pha động B, và bước sóng phát hiện là 203 nm. Số cốc lý thuyết được tính toán từ đỉnh R1 của saponin Panax notoginseng phải đạt ít nhất 4000.
Chuẩn bị dung dịch chuẩn: Cân chính xác ginsenoside Rg1, ginsenoside Rb1 và notoginsenoside R1, thêm methanol để thu được dung dịch hỗn hợp có nồng độ 0,4 mg ginsenoside Rg1, 0,4 mg ginsenoside Rb1 và 0,1 mg notoginsenoside R1 trên mỗi ml.
Chuẩn bị dung dịch thử: Cân 0,6 g bột Sanxin và thêm 50 ml metanol. Cân hỗn hợp (W1) và để qua đêm. Sau đó, đun sôi nhẹ dung dịch hỗn hợp trong nồi cách thủy ở 80°C trong 2 giờ. Sau khi làm nguội, cân lại dung dịch hỗn hợp và thêm lượng metanol thu được vào khối lượng W1 ban đầu. Sau đó lắc đều và lọc. Lấy phần dịch lọc để tiến hành phân tích.
Hàm lượng saponin được hấp thụ chính xác bằng 10 µl dung dịch chuẩn và 10 µl dịch lọc rồi tiêm vào HPLC (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.)24.
Đường cong chuẩn: Xác định dung dịch chuẩn hỗn hợp Rg1, Rb1, R1, điều kiện sắc ký tương tự như trên. Tính toán đường cong chuẩn với diện tích đỉnh đo được trên trục y và nồng độ saponin trong dung dịch chuẩn trên trục hoành. Thay diện tích đỉnh đo được của mẫu vào đường cong chuẩn để tính toán nồng độ saponin.
Cân lấy 0,1 g mẫu P. notogensings và thêm 50 ml dung dịch CH3OH 70%. Siêu âm trong 2 giờ, sau đó ly tâm ở 4000 vòng/phút trong 10 phút. Lấy 1 ml dịch nổi và pha loãng 12 lần. Hàm lượng flavonoid được xác định bằng phương pháp quang phổ tử ngoại-ánh sáng nhìn thấy (UV-5800, Công ty TNHH Dụng cụ Thượng Hải Nguyên Tây, Trung Quốc) ở bước sóng 249 nm. Quercetin là chất chuẩn có hàm lượng cao⁸.
Dữ liệu được sắp xếp bằng phần mềm Excel 2010. Phân tích phương sai của dữ liệu được đánh giá bằng phần mềm SPSS Statistics 20. Hình ảnh được vẽ bằng Origin Pro 9.1. Các số liệu thống kê được tính toán bao gồm giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn. Các tuyên bố về ý nghĩa thống kê dựa trên P<0,05.
Trong trường hợp phun phân bón lá với cùng nồng độ axit oxalic, hàm lượng Ca trong rễ cây Panax notoginseng tăng đáng kể khi tăng lượng vôi bón (Bảng 2). So với trường hợp không bón vôi, hàm lượng Ca tăng 212% ở mức 3750 kg ppm vôi mà không phun axit oxalic. Ở cùng mức bón vôi, hàm lượng canxi tăng nhẹ khi tăng nồng độ axit oxalic phun.
Hàm lượng Cd trong rễ dao động từ 0,22 đến 0,70 mg/kg. Ở cùng nồng độ phun axit oxalic, hàm lượng Cd ở mức 2250 kg hm-2 giảm đáng kể khi tăng lượng vôi bón. So với đối chứng, khi phun rễ với 2250 kg gm-2 vôi và 0,1 mol l-1 axit oxalic, hàm lượng Cd giảm 68,57%. Khi không bón vôi và bón 750 kg hm-2 vôi, hàm lượng Cd trong rễ sâm Panax notoginseng giảm đáng kể khi tăng nồng độ phun axit oxalic. Khi bón 2250 kg vôi gm-2 và 3750 kg vôi gm-2, hàm lượng Cd trong rễ ban đầu giảm rồi tăng lên khi tăng nồng độ axit oxalic. Ngoài ra, phân tích 2D cho thấy hàm lượng Ca trong rễ sâm Panax notoginseng bị ảnh hưởng đáng kể bởi vôi (F = 82,84**), hàm lượng Cd trong rễ sâm Panax notoginseng bị ảnh hưởng đáng kể bởi vôi (F = 74,99**) và axit oxalic (F = 74,99**). (F = 7,72*).
Khi tăng lượng vôi bón và nồng độ axit oxalic phun, hàm lượng MDA giảm đáng kể. Không có sự khác biệt đáng kể về hàm lượng MDA giữa rễ sâm Panax notoginseng được xử lý bằng vôi và vôi bón với liều lượng 3750 kg g/m2. Ở liều lượng vôi bón 750 kg hm-2 và 2250 kg hm-2, hàm lượng MDA trong axit oxalic 0,2 mol l-1 khi phun thấp hơn lần lượt 58,38% và 40,21% so với axit oxalic không phun. Hàm lượng MDA (7,57 nmol g-1) thấp nhất khi bón 750 kg hm-2 vôi và thêm axit oxalic 0,2 mol l-1 (Hình 1).
Ảnh hưởng của việc phun axit oxalic lên lá đến hàm lượng malondialdehyde trong rễ Panax notoginseng dưới tác động của cadmium [J]. P<0,05). Tương tự như dưới đây.
Ngoại trừ trường hợp bón vôi với liều lượng 3750 kg h m-2, không có sự khác biệt đáng kể nào được quan sát thấy trong hoạt tính SOD của hệ rễ Panax notoginseng. Khi sử dụng vôi với liều lượng 0, 750 và 2250 kg hm-2, hoạt tính SOD khi phun axit oxalic 0,2 mol l-1 cao hơn đáng kể so với trường hợp không xử lý bằng axit oxalic, tăng lần lượt 177,89%, 61,62% và 45,08%. Hoạt tính SOD (598,18 đơn vị g-1) trong rễ đạt mức cao nhất khi không xử lý vôi và phun axit oxalic 0,2 mol l-1. Ở cùng nồng độ axit oxalic hoặc khi phun axit oxalic 0,1 mol l-1, hoạt tính SOD tăng lên khi lượng vôi bón tăng. Hoạt tính SOD giảm đáng kể sau khi phun axit oxalic 0,2 mol L–1 (Hình 2).
Ảnh hưởng của việc phun axit oxalic lên lá đối với hoạt động của superoxide dismutase, peroxidase và catalase trong rễ Panax notoginseng dưới tác động của cadmium [J].
Tương tự như hoạt động SOD trong rễ, hoạt động POD trong rễ (63,33 µmol g-1) đạt mức cao nhất khi phun mà không có vôi và với axit oxalic 0,2 mol L-1, cao hơn 148,35% so với đối chứng (25,50 µmol g-1). Hoạt động POD ban đầu tăng lên rồi giảm xuống khi nồng độ axit oxalic phun và lượng vôi bón tăng lên. So với xử lý bằng axit oxalic 0,1 mol l-1, hoạt động POD giảm 36,31% khi xử lý bằng axit oxalic 0,2 mol l-1 (Hình 2).
Ngoại trừ việc phun axit oxalic 0,2 mol l-1 và bón vôi 2250 kg hm-2 hoặc 3750 kg hm-2, hoạt tính CAT cao hơn đáng kể so với đối chứng. Hoạt tính CAT của nghiệm thức sử dụng axit oxalic 0,1 mol l-1 và nghiệm thức bón vôi 0,2250 kg h m-2 hoặc 3750 kg h m-2 tăng lần lượt 276,08%, 276,69% ​​và 33,05% so với nghiệm thức không sử dụng axit oxalic. Hoạt tính CAT của rễ (803,52 µmol g-1) được xử lý bằng axit oxalic 0,2 mol l-1 là cao nhất. Hoạt tính CAT (172,88 µmol g-1) thấp nhất ở nghiệm thức bón vôi 3750 kg hm-2 và axit oxalic 0,2 mol l-1 (Hình 2).
Phân tích hai biến cho thấy hoạt tính CAT và MDA của Panax notoginseng có tương quan đáng kể với lượng axit oxalic hoặc vôi phun và cả hai phương pháp xử lý (Bảng 3). Hoạt tính SOD trong rễ có tương quan cao với phương pháp xử lý bằng vôi và axit oxalic hoặc nồng độ axit oxalic phun. Hoạt tính POD trong rễ có tương quan đáng kể với lượng vôi bón hoặc với việc bón đồng thời vôi và axit oxalic.
Hàm lượng đường hòa tan trong củ giảm khi tăng lượng vôi bón và nồng độ axit oxalic phun. Không có sự khác biệt đáng kể về hàm lượng đường hòa tan trong rễ sâm Panax notoginseng khi không bón vôi và khi bón 750 kg·h·m−2 vôi. Khi bón 2250 kg·h·m−2 vôi, hàm lượng đường hòa tan khi xử lý bằng axit oxalic 0,2 mol·l−1 cao hơn đáng kể so với khi phun axit oxalic thông thường, tăng 22,81%. Khi bón vôi với lượng 3750 kg·h·m−2, hàm lượng đường hòa tan giảm đáng kể khi tăng nồng độ axit oxalic phun. Hàm lượng đường hòa tan của nghiệm pháp phun axit oxalic 0,2 mol·l−1 thấp hơn 38,77% so với nghiệm pháp không xử lý axit oxalic. Ngoài ra, phương pháp phun với axit oxalic 0,2 mol l-1 có hàm lượng đường hòa tan thấp nhất là 205,80 mg g-1 (Hình 3).
Ảnh hưởng của việc phun axit oxalic lên lá đến hàm lượng tổng đường hòa tan và protein hòa tan trong rễ cây sâm Panax notoginseng dưới tác động của cadmium [J].
Hàm lượng protein hòa tan trong rễ giảm khi tăng lượng vôi và axit oxalic bón. Trong trường hợp không bón vôi, hàm lượng protein hòa tan trong nghiệm thức phun axit oxalic 0,2 mol l-1 thấp hơn đáng kể so với đối chứng, giảm 16,20%. Khi bón vôi với liều lượng 750 kg hm-2, không có sự khác biệt đáng kể về hàm lượng protein hòa tan trong rễ sâm Panax notoginseng. Ở liều lượng bón vôi 2250 kg h m-2, hàm lượng protein hòa tan trong nghiệm thức phun axit oxalic 0,2 mol l-1 cao hơn đáng kể so với nghiệm thức không phun axit oxalic (35,11%). Khi bón vôi với liều lượng 3750 kg h m-2, hàm lượng protein hòa tan giảm đáng kể khi tăng nồng độ axit oxalic phun, và hàm lượng protein hòa tan (269,84 µg g-1) thấp nhất khi xử lý ở nồng độ 0,2 mol l-1. 1. Phun axit oxalic (Hình 3).
Không tìm thấy sự khác biệt đáng kể về hàm lượng axit amin tự do trong rễ sâm Panax notoginseng khi không bón vôi. Khi tăng nồng độ phun axit oxalic và lượng vôi bón lên 750 kg/ha, hàm lượng axit amin tự do ban đầu giảm rồi sau đó tăng lên. Việc xử lý bằng 2250 kg/ha vôi và 0,2 mol/l axit oxalic làm tăng đáng kể hàm lượng axit amin tự do lên 33,58% so với không xử lý bằng axit oxalic. Khi tăng nồng độ phun axit oxalic và bón 3750 kg/ha vôi, hàm lượng axit amin tự do giảm đáng kể. Hàm lượng axit amin tự do trong nghiệm pháp phun axit oxalic 0,2 mol/l thấp hơn 49,76% so với nghiệm pháp không xử lý bằng axit oxalic. Hàm lượng axit amin tự do đạt mức tối đa khi không xử lý bằng axit oxalic và đạt 2,09 mg/g. Hàm lượng axit amin tự do (1,05 mg g-1) thấp nhất khi phun axit oxalic 0,2 mol l-1 (Hình 4).
Tác dụng của việc phun axit oxalic lên lá đối với hàm lượng axit amin tự do và proline trong rễ cây Panax notoginseng dưới điều kiện căng thẳng do cadmium [J].
Hàm lượng proline trong rễ giảm khi tăng lượng vôi và axit oxalic bón. Không có sự khác biệt đáng kể về hàm lượng proline trong cây sâm panh (Panax notoginseng) khi không bón vôi. Khi tăng nồng độ phun axit oxalic và lượng vôi bón lên 750 và 2250 kg/ha, hàm lượng proline ban đầu giảm rồi sau đó tăng. Hàm lượng proline trong nghiệm thức phun axit oxalic 0,2 mol/l cao hơn đáng kể so với hàm lượng proline trong nghiệm thức phun axit oxalic 0,1 mol/l, tăng lần lượt 19,52% và 44,33%. Khi bón 3750 kg/ha, hàm lượng proline giảm đáng kể khi tăng nồng độ phun axit oxalic. Hàm lượng proline sau khi phun axit oxalic 0,2 mol/l thấp hơn 54,68% so với trường hợp không phun axit oxalic. Hàm lượng proline thấp nhất, đạt 11,37 μg/g khi xử lý bằng axit oxalic 0,2 mol/l (Hình 4).
Hàm lượng tổng saponin trong Panax notoginseng theo thứ tự Rg1>Rb1>R1. Không có sự khác biệt đáng kể về hàm lượng của ba loại saponin khi tăng nồng độ phun axit oxalic và không có vôi (Bảng 4).
Hàm lượng R1 khi phun axit oxalic 0,2 mol l-1 thấp hơn đáng kể so với trường hợp không phun axit oxalic và sử dụng vôi với liều lượng 750 hoặc 3750 kg·h·m-2. Với nồng độ axit oxalic phun là 0 hoặc 0,1 mol l-1, không có sự khác biệt đáng kể về hàm lượng R1 khi tăng liều lượng vôi bón. Ở nồng độ axit oxalic phun là 0,2 mol l-1, hàm lượng R1 của 3750 kg hm-2 vôi thấp hơn đáng kể so với 43,84% khi không sử dụng vôi (Bảng 4).
Hàm lượng Rg1 ban đầu tăng rồi giảm khi nồng độ phun axit oxalic và lượng vôi bón tăng lên ở mức 750 kg·h·m−2. Ở lượng vôi bón 2250 hoặc 3750 kg h m-2, hàm lượng Rg1 giảm khi nồng độ phun axit oxalic tăng. Ở cùng nồng độ phun axit oxalic, hàm lượng Rg1 ban đầu tăng rồi giảm khi lượng vôi bón tăng. So với đối chứng, ngoại trừ ba nồng độ phun axit oxalic và 750 kg h m-2, hàm lượng Rg1 cao hơn đối chứng, hàm lượng Rg1 trong rễ của các nghiệm thức khác thấp hơn đối chứng. Hàm lượng Rg1 cao nhất khi phun vôi với 750 kg gm-2 và 0,1 mol l-1 axit oxalic, cao hơn 11,54% so với đối chứng (Bảng 4).
Hàm lượng Rb1 ban đầu tăng rồi giảm khi nồng độ phun axit oxalic và lượng vôi bón tăng lên ở mức 2250 kg hm-2. Sau khi phun axit oxalic 0,1 mol l–1, hàm lượng Rb1 đạt mức tối đa 3,46%, cao hơn 74,75% so với trường hợp không phun axit oxalic. Với các phương pháp xử lý vôi khác, không có sự khác biệt đáng kể giữa các nồng độ phun axit oxalic khác nhau. Khi phun axit oxalic 0,1 và 0,2 mol l-1, hàm lượng Rb1 ban đầu giảm, sau đó giảm dần khi lượng vôi bón tăng lên (bảng 4).
Ở cùng nồng độ axit oxalic phun, hàm lượng flavonoid ban đầu tăng lên rồi giảm xuống khi tăng lượng vôi bón. Không bón vôi hoặc bón 3750 kg/m² vôi và phun axit oxalic ở các nồng độ khác nhau cho thấy sự khác biệt đáng kể về hàm lượng flavonoid. Khi bón vôi với liều lượng 750 và 2250 kg/m², hàm lượng flavonoid ban đầu tăng lên rồi giảm xuống khi tăng nồng độ axit oxalic phun. Khi xử lý với liều lượng 750 kg/m² và phun axit oxalic 0,1 mol/l, hàm lượng flavonoid đạt mức cao nhất là 4,38 mg/g, cao hơn 18,38% so với vôi ở cùng liều lượng bón mà không phun axit oxalic. Hàm lượng flavonoid trong quá trình phun axit oxalic 0,1 mol l-1 tăng 21,74% so với phương pháp không phun axit oxalic và phương pháp bón vôi với liều lượng 2250 kg hm-2 (Hình 5).
Ảnh hưởng của việc phun oxalate lên lá đối với hàm lượng flavonoid trong rễ Panax notoginseng dưới tác động của cadmium [J].
Phân tích hai biến cho thấy hàm lượng đường hòa tan trong Panax notoginseng có tương quan đáng kể với lượng vôi bón và nồng độ axit oxalic phun. Hàm lượng protein hòa tan trong củ có tương quan đáng kể với liều lượng vôi bón, cả vôi và axit oxalic. Hàm lượng axit amin tự do và proline trong rễ có tương quan đáng kể với liều lượng vôi bón, nồng độ axit oxalic phun, vôi và axit oxalic (Bảng 5).
Hàm lượng R1 trong rễ cây sâm Panax notoginseng có mối tương quan đáng kể với nồng độ axit oxalic phun, lượng vôi bón, vôi và axit oxalic. Hàm lượng flavonoid có mối tương quan đáng kể với nồng độ axit oxalic phun và lượng vôi bón.
Nhiều biện pháp cải tạo đất đã được sử dụng để giảm lượng Cd trong cây trồng bằng cách cố định Cd trong đất, chẳng hạn như vôi và axit oxalic30. Vôi được sử dụng rộng rãi như một chất phụ gia đất để giảm hàm lượng cadmium trong cây trồng31. Liang và cộng sự32 báo cáo rằng axit oxalic cũng có thể được sử dụng để phục hồi đất bị ô nhiễm kim loại nặng. Sau khi bón các nồng độ axit oxalic khác nhau vào đất bị ô nhiễm, chất hữu cơ trong đất tăng lên, khả năng trao đổi cation giảm xuống và giá trị pH tăng lên33. Axit oxalic cũng có thể phản ứng với các ion kim loại trong đất. Dưới tác động của Cd, hàm lượng Cd trong Panax notoginseng tăng lên đáng kể so với đối chứng. Tuy nhiên, khi sử dụng vôi, hàm lượng Cd giảm đáng kể. Trong nghiên cứu này, khi bón 750 kg hm⁻² vôi, hàm lượng Cd trong rễ đạt tiêu chuẩn quốc gia (giới hạn Cd: Cd≤0,5 mg/kg, AQSIQ, GB/T 19086-200834), và hiệu quả tốt nhất khi bón 2250 kg hm⁻² vôi là kết hợp với vôi. Việc bón vôi tạo ra một lượng lớn các vị trí cạnh tranh giữa Ca²⁺ và Cd²⁺ trong đất, và việc bổ sung axit oxalic có thể làm giảm hàm lượng Cd trong rễ sâm Panax notoginseng. Tuy nhiên, hàm lượng Cd trong rễ sâm Panax notoginseng đã giảm đáng kể khi kết hợp bón vôi và axit oxalic, đạt tiêu chuẩn quốc gia. Ion Ca2+ trong đất được hấp phụ trên bề mặt rễ trong quá trình vận chuyển khối lượng và có thể được tế bào rễ hấp thụ thông qua các kênh canxi (kênh Ca2+), bơm canxi (Ca2+-AT-Pase) và chất vận chuyển ngược Ca2+/H+, sau đó được vận chuyển theo chiều ngang đến mạch gỗ rễ 23. Hàm lượng Ca trong rễ có tương quan nghịch đáng kể với hàm lượng Cd (P<0,05). Hàm lượng Cd giảm khi hàm lượng Ca tăng, điều này phù hợp với quan điểm về sự đối kháng giữa Ca và Cd. Phân tích phương sai cho thấy lượng vôi ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng Ca trong rễ cây sâm Panax notoginseng. Pongrac et al. 35 báo cáo rằng Cd liên kết với oxalat trong tinh thể canxi oxalat và cạnh tranh với Ca. Tuy nhiên, sự điều hòa Ca bởi oxalat không đáng kể. Điều này cho thấy sự kết tủa canxi oxalat được hình thành bởi axit oxalic và Ca2+ không phải là sự kết tủa đơn giản, và quá trình kết tủa đồng thời có thể được kiểm soát bởi nhiều con đường trao đổi chất khác nhau.