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La contaminación por cadmio (Cd) representa una amenaza para el cultivo de la planta medicinal Panax notoginseng en la provincia de Yunnan. Bajo condiciones de estrés por Cd exógeno, se realizó un experimento de campo para comprender el efecto de la aplicación de cal (0,750, 2250 y 3750 kg bm-2) y la pulverización de ácido oxálico (0, 0,1 y 0,2 mol l-1) sobre la acumulación de Cd. y acción antioxidante Componentes sistémicos y medicinales que afectan a Panax notoginseng. Los resultados mostraron que la cal viva y la pulverización foliar con ácido oxálico podrían aumentar los niveles de Ca2+ en Panax notoginseng bajo estrés por Cd y reducir la toxicidad de Cd2+. La adición de cal y ácido oxálico aumentó la actividad de las enzimas antioxidantes y alteró el metabolismo de los osmorreguladores. La actividad de CAT aumentó más significativamente, aumentando 2,77 veces. La actividad más alta de SOD aumentó 1,78 veces cuando se trató con ácido oxálico. El contenido de MDA disminuyó en un 58,38%. Existe una correlación muy significativa con el azúcar soluble, el aminoácido libre, la prolina y la proteína soluble. La cal y el ácido oxálico pueden aumentar los iones de calcio (Ca₂), disminuir el Cd, mejorar la tolerancia al estrés en Panax notoginseng y aumentar la producción total de saponinas y flavonoides. El contenido de Cd fue el más bajo, un 68,57 % menor que en el control, que correspondió al valor estándar (Cd ≤ 0,5 mg/kg, GB/T 19086-2008). La proporción de SPN fue del 7,73 %, que alcanzó el nivel más alto de cada tratamiento, y el contenido de flavonoides aumentó significativamente en un 21,74 %, alcanzando el valor estándar del fármaco y el mejor rendimiento.
El cadmio (Cd), un contaminante común en suelos cultivados, migra con facilidad y presenta una toxicidad biológica significativa1. El Shafei et al. 2 informaron que la toxicidad del Cd afecta la calidad y la productividad de las plantas utilizadas. En los últimos años, el fenómeno del exceso de cadmio en el suelo de tierras cultivadas en el suroeste de China se ha agravado considerablemente. La provincia de Yunnan es el Reino de la Biodiversidad de China, y las especies de plantas medicinales ocupan el primer lugar en el país. Sin embargo, los ricos recursos minerales de la provincia de Yunnan inevitablemente provocan la contaminación del suelo por metales pesados ​​durante el proceso minero, lo que afecta la producción de plantas medicinales locales.
Panax notoginseng (Burkill) Chen3 es una planta medicinal herbácea perenne muy valiosa que pertenece al género Araliaceae Panax ginseng. La raíz de Panax notoginseng promueve la circulación sanguínea, elimina la estasis sanguínea y alivia el dolor. El principal sitio de producción es la prefectura de Wenshan, provincia de Yunnan5. La contaminación por Cd estaba presente en más del 75% del área del suelo en el área de plantación de Panax notoginseng y excedió el 81-100% en varios lugares6. El efecto tóxico del Cd también reduce en gran medida la producción de componentes medicinales de Panax notoginseng, especialmente saponinas y flavonoides. Las saponinas son una clase de agliconas, entre las cuales las agliconas son triterpenoides o espirosteranos, que son los principales ingredientes activos de muchas medicinas herbales chinas y contienen saponinas. Algunas saponinas también tienen valiosas actividades biológicas como actividad antibacteriana, antipirética, sedante y anticancerígena7. Los flavonoides se refieren generalmente a una serie de compuestos en los que dos anillos de benceno con grupos hidroxilo fenólicos están unidos a través de tres átomos de carbono centrales, y el núcleo principal es la 2-fenilcromanona 8. Es un potente antioxidante que puede eliminar eficazmente los radicales libres de oxígeno en las plantas, inhibir la exudación de enzimas biológicas inflamatorias, promover la cicatrización de heridas y el alivio del dolor, y reducir los niveles de colesterol. Es uno de los principales ingredientes activos del Panax Ginseng. Resolver el problema de la contaminación del suelo con cadmio en las zonas de producción de Panax notoginseng es una condición necesaria para garantizar la producción de sus principales componentes medicinales.
La cal es uno de los pasivadores comunes para fijar la contaminación del suelo por cadmio in situ. Afecta la adsorción y deposición de Cd en el suelo y reduce la actividad biológica del Cd en el suelo al aumentar el pH y cambiar la capacidad de intercambio catiónico (CIC) del suelo, la saturación de sales del suelo (BS) y la eficiencia del potencial redox (Eh)3,11 del suelo. Además, la cal proporciona una gran cantidad de Ca2+, que forma antagonismo iónico con Cd2+, compite por los sitios de adsorción de las raíces, previene el transporte de Cd al brote y tiene baja toxicidad biológica. Con la adición de 50 mmol l-1 Ca bajo estrés por Cd, se inhibió el transporte de Cd en las hojas de sésamo y se redujo la acumulación de Cd en un 80%. Se han reportado numerosos estudios relacionados en arroz (Oryza sativa L.) y otros cultivos12,13.
La pulverización de las hojas de los cultivos para controlar la acumulación de metales pesados ​​es un nuevo método de tratamiento de metales pesados ​​en los últimos años. El principio se relaciona principalmente con la reacción de quelación en las células vegetales, que provoca que los metales pesados ​​se depositen en la pared celular e inhibe su absorción por las plantas14,15. Como agente quelante estable de ácido dicarboxílico, el ácido oxálico puede quelar directamente los iones de metales pesados ​​en las plantas, reduciendo así la toxicidad. Estudios han demostrado que el ácido oxálico en la soja puede quelar Cd2+ y liberar cristales que contienen Cd a través de las células apicales de los tricomas, reduciendo así los niveles corporales de Cd2+16. El ácido oxálico puede regular el pH del suelo, aumentar las actividades de la superóxido dismutasa (SOD), la peroxidasa (POD) y la catalasa (CAT), y regular la infiltración de azúcares solubles, proteínas solubles, aminoácidos libres y prolina. Moduladores metabólicos 17,18. Las sustancias ácidas y el exceso de Ca₂₄ en las plantas de oxalato forman precipitados de oxalato de calcio bajo la acción de las proteínas germinales. La regulación de la concentración de Ca₂₄ en las plantas puede regular eficazmente el ácido oxálico y el Ca₂₄ disueltos en ellas y evitar la acumulación excesiva de ácido oxálico y Ca₂₄₄.
La cantidad de cal aplicada es uno de los factores clave que afectan el efecto de la restauración. Se ha establecido que el consumo de cal varía de 750 a 6000 kg·h·m−2. Para suelos ácidos con pH 5,0-5,5, el efecto de la aplicación de cal a una dosis de 3000-6000 kg·h·m−2 fue significativamente mayor que a una dosis de 750 kg·h·m−221. Sin embargo, la aplicación excesiva de cal causará algunos efectos negativos en el suelo, como grandes cambios en el pH del suelo y compactación del suelo22. Por lo tanto, establecimos los niveles de tratamiento de CaO como 0, 750, 2250 y 3750 kg·h·m−2. Cuando se aplicó ácido oxálico a Arabidopsis, se encontró que el Ca2+ se redujo significativamente a 10 mM L-1, y la familia de genes CRT que influye en la señalización de Ca2+ fue fuertemente sensible20. La acumulación de estudios previos nos permitió determinar la concentración de este experimento y continuar estudiando la interacción de aditivos exógenos sobre Ca₂₄ y Cd₂₄₂. Por lo tanto, este estudio busca investigar el mecanismo regulador de los efectos de la aplicación tópica de cal y la pulverización foliar de ácido oxálico sobre el contenido de Cd y la tolerancia al estrés de Panax notoginseng en suelos contaminados con Cd, y explorar las mejores maneras de garantizar la calidad medicinal. Salida de Panax notoginseng. Proporciona información valiosa para guiar la expansión del cultivo herbáceo en suelos contaminados con cadmio y la provisión de una producción sostenible y de alta calidad para satisfacer la demanda del mercado de medicamentos.
Utilizando la variedad local Wenshan notoginseng como material, se realizó un experimento de campo en Lannizhai (24°11′N, 104°3′E, altitud 1446m), condado de Qiubei, prefectura de Wenshan, provincia de Yunnan. La temperatura media anual es de 17°C y la precipitación media anual es de 1250 mm. Valores de fondo del suelo estudiado: TN 0,57 g kg-1, TP 1,64 g kg-1, TC 16,31 g kg-1, HR 31,86 g kg-1, N hidrolizado alcalino 88,82 mg kg-1, P efectivo 18,55 mg kg-1, K disponible 100,37 mg kg-1, Cd total 0,3 mg kg-1 y pH 5,4.
El 10 de diciembre, se aplicaron 6 mg/kg de Cd2+ (CdCl2 · 2,5H2O) y cal (0,750, 2250 y 3750 kg h m-2) y se mezclaron con la capa superficial del suelo de 0 a 10 cm en cada parcela, 2017. Cada tratamiento se repitió 3 veces. Las parcelas experimentales se ubicaron aleatoriamente, el área de cada parcela fue de 3 m2. Se trasplantaron plántulas de Panax notoginseng de un año después de 15 días de cultivo en el suelo. Cuando se utilizan mallas de sombreado, la intensidad de la luz de Panax notoginseng en el dosel de sombreado es de aproximadamente el 18% de la intensidad de la luz natural normal. Cultive de acuerdo con los métodos de cultivo tradicionales locales. Para la etapa de madurez de Panax notoginseng en 2019, se rociará ácido oxálico como oxalato de sodio. La concentración de ácido oxálico fue de 0, 0,1 y 0,2 mol l-1, respectivamente, y el pH se ajustó a 5,16 con NaOH para imitar el pH promedio del filtrado de residuos. Rocíe el haz y el envés de las hojas una vez por semana a las 8:00 a. m. Tras cuatro rociadas, se cosecharon plantas de Panax notoginseng de 3 años en la quinta semana.
En noviembre de 2019, se recolectaron en el campo plantas de Panax notoginseng de tres años tratadas con ácido oxálico. Se colocaron muestras de plantas de Panax notoginseng de tres años para analizar su metabolismo fisiológico y actividad enzimática en tubos de congelación, se congelaron rápidamente en nitrógeno líquido y luego se transfirieron a un refrigerador a -80 °C. Se determinó la parte madura de las muestras de raíz para determinar el Cd y el contenido del ingrediente activo. Después de lavar con agua del grifo, secar a 105 °C durante 30 minutos, mantener la masa a 75 °C y moler las muestras en un mortero.
Se pesaron 0,2 g de muestras de plantas secas en un matraz Erlenmeyer, se agregaron 8 ml de HNO₃ y 2 ml de HClO₃ y se tapó durante la noche. Al día siguiente, se colocó el embudo de cuello curvo en un matraz triangular para la descomposición electrotérmica hasta que se formó humo blanco y la solución de descomposición se volvió transparente. Tras enfriar a temperatura ambiente, la mezcla se transfirió a un matraz aforado de 10 ml. El contenido de Cd se determinó con un espectrómetro de absorción atómica (Thermo ICE™ 3300 AAS, EE. UU.) (GB/T 23739-2009).
Pesar 0,2 g de muestras de plantas secas en una botella de plástico de 50 ml, añadir 10 ml de HCl 1 mol l⁻¹, cerrar, agitar durante 15 horas y filtrar. Con una pipeta, extraer la cantidad necesaria de filtrado para la dilución adecuada y añadir la solución de SrCl₂ para llevar la concentración de Sr₂+ a 1 g l⁻¹. El contenido de Ca se determinó con un espectrómetro de absorción atómica (Thermo ICE™ 3300 AAS, EE. UU.).
Método del kit de referencia de malondialdehído (MDA), superóxido dismutasa (SOD), peroxidasa (POD) y catalasa (CAT) (DNM-9602, Beijing Pulang New Technology Co., Ltd., número de registro del producto), utilice el kit de medición correspondiente n.°: Jingyaodianji (quasi) word 2013 n.° 2400147).
Pese 0,05 g de la muestra de Panax notoginseng y añada el reactivo de antrona-ácido sulfúrico por el lateral del tubo. Agite el tubo durante 2-3 segundos para mezclar bien el líquido. Coloque el tubo en la gradilla para tubos de ensayo durante 15 minutos. El contenido de azúcares solubles se determinó mediante espectrofotometría UV-visible (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) a una longitud de onda de 620 nm.
Pesar 0,5 g de una muestra fresca de Panax notoginseng, triturarla hasta homogeneizarla con 5 ml de agua destilada y centrifugar a 10.000 g durante 10 minutos. Diluir el sobrenadante a un volumen fijo. Se utilizó el método del azul brillante de Coomassie. El contenido de proteína soluble se determinó mediante espectrofotometría en las regiones ultravioleta y visible del espectro (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) a una longitud de onda de 595 nm y se calculó a partir de la curva estándar de albúmina sérica bovina.
Pesar 0,5 g de muestra fresca, añadir 5 ml de ácido acético al 10 % para moler y homogeneizar, filtrar y diluir a volumen constante. Método cromogénico con solución de ninhidrina. El contenido de aminoácidos libres se determinó mediante espectrofotometría ultravioleta-visible (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) a una longitud de onda de 570 nm y se calculó a partir de la curva estándar de leucina.
Se pesaron 0,5 g de una muestra fresca, se añadieron 5 ml de una solución de ácido sulfosalicílico al 3 %, se calentó al baño maría y se agitó durante 10 minutos. Tras enfriar, la solución se filtró y se diluyó a volumen constante. Se utilizó el método cromogénico de ninhidrina ácida. El contenido de prolina se determinó mediante espectrofotometría UV-visible (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) a una longitud de onda de 520 nm y se calculó a partir de la curva estándar de prolina.
El contenido de saponinas se determinó mediante cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) de acuerdo con la Farmacopea de la República Popular China (edición de 2015). El principio básico de la HPLC consiste en utilizar un líquido a alta presión como fase móvil y aplicar una tecnología de separación altamente eficiente en una columna de fase estacionaria para partículas ultrafinas. Las habilidades operativas son las siguientes:
Condiciones de HPLC y prueba de idoneidad del sistema (Tabla 1): La elución en gradiente se realizó según la siguiente tabla, utilizando gel de sílice unido con octadecilsilano como relleno, acetonitrilo como fase móvil A y agua como fase móvil B. La longitud de onda de detección fue de 203 nm. El número de copas teóricas calculado a partir del pico R1 de las saponinas de Panax notoginseng debe ser de al menos 4000.
Preparación de la solución de referencia: Pesar con precisión los ginsenósidos Rg1, ginsenósidos Rb1 y notoginsenósidos R1, añadir metanol para obtener una solución mixta de 0,4 mg de ginsenósido Rg1, 0,4 mg de ginsenósido Rb1 y 0,1 mg de notoginsenósido R1 por ml.
Preparación de la solución de prueba: Pesar 0,6 g de polvo de Sanxin y añadir 50 ml de metanol. La mezcla se pesó (W1) y se dejó reposar toda la noche. La solución se hirvió ligeramente en un baño de agua a 80 °C durante 2 horas. Tras enfriar, pesar la solución y añadir el metanol resultante a la primera masa de W1. Agitar bien y filtrar. El filtrado se dejó para la determinación.
El contenido de saponina fue absorbido con precisión por 10 µl de la solución estándar y 10 µl del filtrado y se inyectó en HPLC (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.)24.
Curva estándar: determinación de la solución estándar mixta de Rg1, Rb1 y R1. Las condiciones cromatográficas son las mismas que las anteriores. Calcule la curva estándar con el área del pico medida en el eje de ordenadas y la concentración de saponina en la solución estándar en el eje de abscisas. Introduzca el área del pico medida de la muestra en la curva estándar para calcular la concentración de saponina.
Pesar una muestra de 0,1 g de P. notogensings y añadir 50 ml de solución de CH₃OH al 70 %. Sonicar durante 2 horas y centrifugar a 4000 rpm durante 10 minutos. Tomar 1 ml del sobrenadante y diluirlo 12 veces. El contenido de flavonoides se determinó mediante espectrofotometría ultravioleta-visible (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) a una longitud de onda de 249 nm. La quercetina es una sustancia abundante estándar.
Los datos se organizaron con Excel 2010. El análisis de varianza se evaluó con SPSS Statistics 20. La imagen se dibujó con Origin Pro 9.1. Los estadísticos calculados incluyen la media ± desviación estándar. La significación estadística se basa en un valor de p < 0,05.
En el caso de la pulverización foliar con la misma concentración de ácido oxálico, el contenido de Ca en las raíces de Panax notoginseng aumentó significativamente al aumentar la aplicación de cal (Tabla 2). En comparación con la ausencia de aplicación de cal, el contenido de Ca aumentó un 212 % con 3750 kg ppm de cal sin pulverización de ácido oxálico. Con la misma dosis de aplicación de cal, el contenido de calcio aumentó ligeramente al aumentar la concentración de ácido oxálico pulverizado.
El contenido de Cd en las raíces varió de 0,22 a 0,70 mg/kg. Con la misma concentración de ácido oxálico en la pulverización, el contenido de Cd en 2250 kg hm-2 disminuyó significativamente al aumentar la tasa de aplicación de cal. En comparación con el control, al pulverizar las raíces con 2250 kg gm-2 de cal y 0,1 mol l-1 de ácido oxálico, el contenido de Cd disminuyó un 68,57 %. Cuando se aplicó sin cal y con 750 kg hm-2 de cal, el contenido de Cd en las raíces de Panax notoginseng disminuyó significativamente al aumentar la concentración de ácido oxálico en la pulverización. Con la introducción de 2250 kg de cal gm-2 y 3750 kg de cal gm-2, el contenido de Cd en la raíz primero disminuyó y luego aumentó con el aumento de la concentración de ácido oxálico. Además, el análisis 2D mostró que el contenido de Ca en la raíz de Panax notoginseng se vio significativamente afectado por la cal (F = 82,84**), el contenido de Cd en la raíz de Panax notoginseng se vio significativamente afectado por la cal (F = 74,99**) y el ácido oxálico. (F = 74,99**). F = 7,72*).
Con un aumento en la tasa de aplicación de cal y la concentración de ácido oxálico en la pulverización, el contenido de MDA disminuyó significativamente. No se encontró diferencia significativa en el contenido de MDA entre las raíces de Panax notoginseng tratadas con cal y 3750 kg g/m² de cal. Con tasas de aplicación de 750 kg hm⁻² y 2250 kg hm⁻² de cal, el contenido de MDA en 0,2 mol l⁻¹ de ácido oxálico cuando se pulverizó fue un 58,38 % y un 40,21 % menor que en el ácido oxálico sin pulverizar, respectivamente. El contenido de MDA (7,57 nmol g⁻¹) fue el más bajo cuando se añadieron 750 kg de hm⁻² de cal y 0,2 mol l⁻¹ de ácido oxálico (Fig. 1).
Efecto de la pulverización foliar con ácido oxálico sobre el contenido de malondialdehído en raíces de Panax notoginseng sometidas a estrés por cadmio [J]. P < 0,05. Véase también a continuación.
Con la excepción de la aplicación de 3750 kg h m-2 de cal, no se observó diferencia significativa en la actividad de SOD del sistema radicular de Panax notoginseng. Cuando se utilizó cal 0, 750 y 2250 kg hm-2, la actividad de SOD al pulverizar 0,2 mol l-1 de ácido oxálico fue significativamente mayor que en ausencia de tratamiento con ácido oxálico, que aumentó en un 177,89%, 61,62% y 45,08% respectivamente. La actividad de SOD (598,18 unidades g-1) en las raíces fue mayor cuando se trató sin cal y se pulverizó con 0,2 mol l-1 de ácido oxálico. A la misma concentración sin ácido oxálico o pulverizado con 0,1 mol l-1 de ácido oxálico, la actividad de SOD aumentó con el aumento de la cantidad de aplicación de cal. La actividad de SOD disminuyó significativamente después de pulverizar con 0,2 mol L–1 de ácido oxálico (Fig. 2).
Efecto de la pulverización foliar con ácido oxálico sobre la actividad de la superóxido dismutasa, peroxidasa y catalasa en raíces de Panax notoginseng bajo estrés por cadmio [J].
Similar a la actividad de SOD en las raíces, la actividad de POD en las raíces (63,33 µmol g-1) fue mayor cuando se pulverizó sin cal y 0,2 mol L-1 de ácido oxálico, que fue un 148,35 % mayor que el control (25,50 µmol g-1). La actividad de POD primero aumentó y luego disminuyó con el aumento de la concentración de pulverización de ácido oxálico y el tratamiento con cal de 3750 kg hm−2. En comparación con el tratamiento con 0,1 mol l-1 de ácido oxálico, la actividad de POD disminuyó un 36,31 % cuando se trató con 0,2 mol l-1 de ácido oxálico (Fig. 2).
Excepto por pulverizar 0,2 mol l-1 de ácido oxálico y aplicar 2250 kg hm-2 o 3750 kg hm-2 de cal, la actividad CAT fue significativamente mayor que el control. La actividad CAT del tratamiento con 0,1 mol l-1 de ácido oxálico y el tratamiento con 0,2250 kg h m-2 o 3750 kg h m-2 de cal aumentó en un 276,08%, 276,69% ​​y 33,05% respectivamente en comparación con ningún tratamiento con ácido oxálico. La actividad CAT de las raíces (803,52 µmol g-1) tratadas con 0,2 mol l-1 de ácido oxálico fue la más alta. La actividad CAT (172,88 µmol g-1) fue la más baja en el tratamiento de 3750 kg hm-2 de cal y 0,2 mol l-1 de ácido oxálico (Fig. 2).
El análisis bivariado mostró que la actividad de la CAT y el MDA de Panax notoginseng se correlacionó significativamente con la cantidad de ácido oxálico o cal aplicada y con ambos tratamientos (Tabla 3). La actividad de la SOD en las raíces se correlacionó fuertemente con el tratamiento de cal y ácido oxálico o con la concentración de ácido oxálico aplicado. La actividad de la POD radicular se correlacionó significativamente con la cantidad de cal aplicada o con la aplicación simultánea de cal y ácido oxálico.
El contenido de azúcares solubles en cultivos de raíces disminuyó con un aumento en la tasa de aplicación de cal y la concentración de pulverización con ácido oxálico. No hubo diferencia significativa en el contenido de azúcares solubles en las raíces de Panax notoginseng sin la aplicación de cal y con la aplicación de 750 kg·h·m−2 de cal. Al aplicar 2250 kg hm-2 de cal, el contenido de azúcar soluble cuando se trató con 0,2 mol l-1 de ácido oxálico fue significativamente mayor que cuando se pulverizó con ácido no oxálico, que aumentó en un 22,81%. Al aplicar cal en la cantidad de 3750 kg·h·m-2, el contenido de azúcares solubles disminuyó significativamente con un aumento en la concentración de pulverización con ácido oxálico. El contenido de azúcar soluble del tratamiento de pulverización de 0,2 mol L-1 de ácido oxálico fue un 38,77% menor que el del tratamiento sin tratamiento con ácido oxálico. Además, el tratamiento por aspersión con 0,2 mol l-1 de ácido oxálico tuvo el contenido de azúcar soluble más bajo de 205,80 mg g-1 (Fig. 3).
Efecto de la pulverización foliar con ácido oxálico sobre el contenido de azúcar soluble total y proteína soluble en las raíces de Panax notoginseng bajo estrés por cadmio [J].
El contenido de proteína soluble en las raíces disminuyó con un aumento en la tasa de aplicación de cal y ácido oxálico. En ausencia de cal, el contenido de proteína soluble en el tratamiento de pulverización con 0,2 mol l-1 de ácido oxálico fue significativamente menor que en el control, en un 16,20%. Al aplicar cal 750 kg hm-2, no se observó diferencia significativa en el contenido de proteína soluble en las raíces de Panax notoginseng. Con una tasa de aplicación de cal de 2250 kg h m-2, el contenido de proteína soluble en el tratamiento de pulverización de ácido oxálico de 0,2 mol l-1 fue significativamente mayor que en el tratamiento de pulverización sin ácido oxálico (35,11%). Cuando se aplicó cal a 3750 kg h m-2, el contenido de proteína soluble disminuyó significativamente con el aumento de la concentración de pulverización de ácido oxálico, y el contenido de proteína soluble (269,84 µg g-1) fue más bajo cuando se trató con 0,2 mol l-1. 1 pulverización con ácido oxálico (Fig. 3).
No se encontró diferencia significativa en el contenido de aminoácidos libres en las raíces de Panax notoginseng en ausencia de cal. Con un aumento en la concentración de pulverización con ácido oxálico y una tasa de aplicación de cal de 750 kg hm-2, el contenido de aminoácidos libres primero disminuyó y luego aumentó. La aplicación del tratamiento con 2250 kg hm-2 de cal y 0,2 mol l-1 de ácido oxálico aumentó significativamente el contenido de aminoácidos libres en un 33,58% en comparación con ningún tratamiento con ácido oxálico. Con un aumento en la concentración de pulverización con ácido oxálico y la introducción de 3750 kg·hm-2 de cal, el contenido de aminoácidos libres disminuyó significativamente. El contenido de aminoácidos libres en el tratamiento de pulverización de 0,2 mol L-1 de ácido oxálico fue 49,76% menor que en el tratamiento sin tratamiento con ácido oxálico. El contenido de aminoácidos libres fue máximo cuando se trató sin tratamiento con ácido oxálico y ascendió a 2,09 mg/g. El contenido de aminoácidos libres (1,05 mg g-1) fue más bajo cuando se pulverizó con 0,2 mol l-1 de ácido oxálico (Fig. 4).
Efecto de la pulverización foliar con ácido oxálico sobre el contenido de aminoácidos libres y prolina en las raíces de Panax notoginseng en condiciones de estrés por cadmio [J].
El contenido de prolina en las raíces disminuyó con un aumento en la tasa de aplicación de cal y ácido oxálico. No hubo diferencia significativa en el contenido de prolina de Panax notoginseng en ausencia de cal. Con un aumento en la concentración de pulverización con ácido oxálico y tasas de aplicación de cal de 750, 2250 kg hm-2, el contenido de prolina primero disminuyó y luego aumentó. El contenido de prolina en el tratamiento de pulverización de ácido oxálico 0,2 mol l-1 fue significativamente mayor que el contenido de prolina en el tratamiento de pulverización de ácido oxálico 0,1 mol l-1, que aumentó en un 19,52% y un 44,33%, respectivamente. Al aplicar 3750 kg·hm-2 de cal, el contenido de prolina disminuyó significativamente con un aumento en la concentración de pulverización con ácido oxálico. El contenido de prolina después de pulverizar con ácido oxálico 0,2 mol l-1 fue un 54,68% menor que sin ácido oxálico. El contenido de prolina fue el más bajo y ascendió a 11,37 μg/g tras el tratamiento con 0,2 mol/l de ácido oxálico (Fig. 4).
El contenido total de saponinas en Panax notoginseng fue Rg1 > Rb1 > R1. No se observó diferencia significativa en el contenido de las tres saponinas con el aumento de la concentración de ácido oxálico en aerosol y sin cal (Tabla 4).
El contenido de R1 al pulverizar 0,2 mol l⁻¹ de ácido oxálico fue significativamente menor que en ausencia de pulverización de ácido oxálico y utilizando cal 750 o 3750 kg·h·m⁻². Con una concentración de pulverización de ácido oxálico de 0 o 0,1 mol l⁻¹, no se observó una diferencia significativa en el contenido de R1 al aumentar la dosis de aplicación de cal. Con una concentración de pulverización de ácido oxálico de 0,2 mol l⁻¹, el contenido de R1 de 3750 kg·h⁻² de cal fue significativamente menor que el 43,84 % sin cal (Tabla 4).
El contenido de Rg1 primero aumentó y luego disminuyó con el aumento de la concentración de pulverización con ácido oxálico y la tasa de aplicación de cal de 750 kg·h·m−2. A una tasa de aplicación de cal de 2250 o 3750 kg h m-2, el contenido de Rg1 disminuyó con el aumento de la concentración de pulverización de ácido oxálico. A la misma concentración de pulverización de ácido oxálico, el contenido de Rg1 primero aumentó y luego disminuyó con un aumento en la tasa de aplicación de cal. En comparación con el control, a excepción de tres concentraciones de pulverización de ácido oxálico y 750 kg h m-2, el contenido de Rg1 fue mayor que el control, el contenido de Rg1 en las raíces de otros tratamientos fue menor que el control. El contenido de Rg1 fue más alto cuando se pulverizó con 750 kg gm-2 de cal y 0,1 mol l-1 de ácido oxálico, que fue 11,54% más alto que el control (Tabla 4).
El contenido de Rb1 aumentó primero y luego disminuyó al aumentar la concentración de ácido oxálico y la tasa de aplicación de cal de 2250 kg hm⁻². Tras la aplicación de 0,1 mol l⁻¹ de ácido oxálico, el contenido de Rb1 alcanzó un máximo del 3,46 %, un 74,75 % superior al de la aplicación sin ácido oxálico. Con otros tratamientos de cal, no se observaron diferencias significativas entre las diferentes concentraciones de ácido oxálico. Al aplicar 0,1 y 0,2 mol l⁻¹ de ácido oxálico, el contenido de Rb1 disminuyó primero y luego disminuyó al aumentar la cantidad de cal añadida (tabla 4).
A la misma concentración de ácido oxálico pulverizado, el contenido de flavonoides primero aumentó y luego disminuyó con un aumento en la tasa de aplicación de cal. Sin cal o 3750 kg hm-2 de cal pulverizada con varias concentraciones de ácido oxálico tuvieron una diferencia significativa en el contenido de flavonoides. Cuando la cal se aplicó a una tasa de 750 y 2250 kg h m-2, el contenido de flavonoides primero aumentó y luego disminuyó con un aumento en la concentración de pulverización con ácido oxálico. Cuando se trató con una tasa de aplicación de 750 kg hm-2 y se pulverizó con 0,1 mol l-1 de ácido oxálico, el contenido de flavonoides fue el más alto y ascendió a 4,38 mg g-1, que es 18,38% más alto que la cal a la misma tasa de aplicación. sin pulverizar con ácido oxálico. El contenido de flavonoides durante la pulverización con ácido oxálico 0,1 mol l-1 aumentó en un 21,74% en comparación con el tratamiento sin pulverización con ácido oxálico y el tratamiento con cal con 2250 kg hm-2 (Fig. 5).
Efecto de la pulverización foliar de oxalato sobre el contenido de flavonoides en raíces de Panax notoginseng bajo estrés por cadmio [J].
El análisis bivariado mostró que el contenido de azúcares solubles de Panax notoginseng se correlacionó significativamente con la cantidad de cal aplicada y la concentración de ácido oxálico pulverizado. El contenido de proteína soluble en los cultivos de raíces se correlacionó significativamente con la tasa de aplicación de cal, tanto de cal como de ácido oxálico. El contenido de aminoácidos libres y prolina en las raíces se correlacionó significativamente con la tasa de aplicación de cal, la concentración de ácido oxálico pulverizado, la cal y el ácido oxálico (Tabla 5).
El contenido de R1 en las raíces de Panax notoginseng se correlacionó significativamente con la concentración de ácido oxálico pulverizado, la cantidad de cal aplicada, la cal y el ácido oxálico. El contenido de flavonoides se correlacionó significativamente con la concentración de ácido oxálico pulverizado y la cantidad de cal aplicada.
Se han utilizado muchas enmiendas para reducir el Cd de las plantas mediante la inmovilización del Cd en el suelo, como la cal y el ácido oxálico30. La cal se utiliza ampliamente como aditivo del suelo para reducir el contenido de cadmio en los cultivos31. Liang et al. 32 informaron que el ácido oxálico también se puede utilizar para restaurar suelos contaminados con metales pesados. Después de aplicar varias concentraciones de ácido oxálico al suelo contaminado, la materia orgánica del suelo aumentó, la capacidad de intercambio catiónico disminuyó y el valor del pH aumentó en 33. El ácido oxálico también puede reaccionar con los iones metálicos en el suelo. Bajo estrés por Cd, el contenido de Cd en Panax notoginseng aumentó significativamente en comparación con el control. Sin embargo, cuando se utilizó cal, disminuyó significativamente. En este estudio, al aplicar 750 kg hm−2 de cal, el contenido de Cd en la raíz alcanzó el estándar nacional (límite de Cd: Cd≤0,5 mg/kg, AQSIQ, GB/T 19086-200834), y el efecto al aplicar 2250 kg hm−2 de cal funciona mejor con cal. La aplicación de cal creó una gran cantidad de sitios de competencia entre Ca₂ y Cd₂ en el suelo, y la adición de ácido oxálico pudo reducir el contenido de Cd en las raíces de Panax notoginseng. Sin embargo, el contenido de Cd de las raíces de Panax notoginseng se redujo significativamente mediante la combinación de cal y ácido oxálico, alcanzando el estándar nacional. El Ca2+ en el suelo se adsorbe en la superficie de la raíz durante el flujo de masa y puede ser absorbido por las células de la raíz a través de los canales de calcio (canales de Ca2+), bombas de calcio (Ca2+-AT-Pasa) y antiportadores de Ca2+/H+, y luego transportado horizontalmente al xilema de la raíz 23. Contenido El Ca de la raíz se correlacionó negativamente de manera significativa con el contenido de Cd (P<0,05). El contenido de Cd disminuyó con un aumento en el contenido de Ca, lo cual es consistente con la opinión sobre el antagonismo de Ca y Cd. El análisis de varianza mostró que la cantidad de cal influyó significativamente en el contenido de Ca en las raíces de Panax notoginseng. Pongrac et al. 35 informaron que el Cd se une al oxalato en los cristales de oxalato de calcio y compite con el Ca. Sin embargo, la regulación del Ca por el oxalato no fue significativa. Esto mostró que la precipitación del oxalato de calcio formado por el ácido oxálico y el Ca2+ no fue una precipitación simple, y el proceso de coprecipitación puede controlarse mediante varias vías metabólicas.