Effekten af organofosfatbakterier på tungmetalelementer i rhizomer, fiberrødder og rhizosfærejord fra Paris polyphylla var. yunnanensis. Paris polyphylla var. yunnanensis er en flerårig urteagtig lægeplante i Liliaceae-familien. Jordstænglerne, som er de vigtigste medicinske dele, har afgiftende, hæmostatiske, antibakterielle, antiinflammatoriske, immunregulerende og antitumorale virkninger. I de senere år er det kunstige planteområde for Dianzhong Lou løbende blevet udvidet for at afhjælpe udbud og efterspørgsel på markedet. Men på grund af umoden planteteknologi og omfattende brug af gødning er vækstmiljøet for Dianzhong Lou blevet alvorligt beskadiget, hvilket har resulteret i dårlig kvalitet af den plantede Dianzhong Lou og gradvist faldende udbytte. Derfor er det et varmt emne i det standardiserede plantesystem for Dianzhong lou at finde rimelige gødningsmetoder til at øge brugsværdien af Dianzhong lou.

I de senere år, med den hurtige udvikling af den traditionelle kinesiske medicinindustri, har spørgsmål som for højt tungmetalindhold i kinesiske medicinske materialer forårsaget af miljøforurening også fået stor opmærksomhed. Tungmetaller er kendetegnet ved, at de er meget skjulte, vanskeligt nedbrydelige og let ophobes. De er nemme at ophobe i menneskekroppen og svære at udskille. Når indholdet af tungmetaller i menneskekroppen når et vist niveau, vil der opstå funktionsforstyrrelser i organerne, som kan udløse en række sygdomme. Når kviksølvindholdet i kroppen overstiger standarden, kan det skade hjernevævet og forårsage neurologiske lidelser; Overdreven cadmium- og kromelementer kan fremkalde kræftfremkaldelse i organer som nyrerne; Overdreven blyelement kan påvirke menneskets fordøjelse og hukommelsesfunktion; Overdreven arsenik kan have negative virkninger på forskellige væv og organer i menneskekroppen, såsom muskler, blod og immunsystem. Organiske fosforopløsende bakterier kan som en ny type mikrobiel gødning mineralisere organiske fosforforbindelser, omdanne uopløselige organiske fosforforbindelser i jorden til fosforelementer, der kan absorberes og udnyttes direkte af planter, øge jordens tilgængelige fosforindhold og afhjælpe fænomenet fosformangel i plantevæksten. Derudover har et stort antal undersøgelser vist, at organofosfatopløsende bakterier også kan passivere tungmetaller som bly, cadmium, kobber osv. ved at kombinere fosfationer frigivet fra organisk fosfor i jorden med tungmetaller for at danne fosfatudfældninger, reducere mobiliteten og biotilgængeligheden af tungmetaller i jordmiljøet og spille en rolle i fiksering eller passivering og derved reducere skaden forårsaget af tungmetaller. Organiske fosforopløsende bakterier omfatter hovedsageligt bakterier, svampe og actinomyceter, hvoraf bakterier har de fleste typer og mængder. Forskning har vist, at nogle stammer af Bacillus, Pseudomonas og Corynebacterium har en stærk fosforopløsende evne og ofte bruges som bakteriel fosforgødning i landbruget. Ifølge rapporter har brugen af organofosfatopløsende bakterier en klar effekt på de effektive komponenter og vækst og udvikling af økonomiske afgrøder som majs og jordnødder og er blevet fremmet og anvendt i vid udstrækning. Forskningskonklusionerne om tungmetalindholdet i Dianzhong Lou-medicinske materialer og jord fra forskellige typer eller oprindelser er allerede meget modne. Yang et al. undersøgte også virkningerne af arbuskulære mykorrhizasvampe på tungmetalelementerne i Dianzhong Lou-jordstængler og -jord. Virkningerne af inokulering af organofosfatopløsende bakterier på tungmetalindholdet i Dianzhong Lou-medicinske materialer og jord er dog endnu ikke blevet rapporteret.

Derfor blev der i denne undersøgelse brugt en enkelt faktor indendørs potteplante til at udvælge tre dominerende arter af organiske fosforopløsende bakterier som stammer, der blev podet og kombineret i dyrkningsmediet. Jordstængler, fibrøse rødder og rhizosfærejord fra Dianzhong Lou blev brugt som forskningsobjekter. Induktivt koblet plasma-massespektrometri (ICP-MS) blev brugt til at påvise fem tungmetalelementer, nemlig kviksølv (Hg), cadmium (Cd), bly (Pb), krom (Cr) og arsenik (As), for at undersøge virkningerne af organiske fosforopløsende bakterier og deres kombinationer på indholdet af tungmetalelementer i Dianzhong Lou-jordstængler, fiberrødder og rhizosfærejord og for at tilvejebringe et teoretisk grundlag for standardiseret kunstig plantning og udvikling af Dianzhong Lou.

 

Organiske fosforopløsende bakterier kan omdanne uopløselige organiske fosforforbindelser i jorden til effektivt fosfor, der kan absorberes og udnyttes direkte af planter gennem mineralisering af organiske fosforforbindelser, hvilket fremmer væksten og udviklingen af Dianzhong Lou og giver kinesiske lægemidler med højt udbytte og af høj kvalitet. Samtidig kan organiske fosforopløsende bakterier også fiksere og passivere tungmetalelementer i jorden, hvilket gør det vanskeligt for lægeplanter at absorbere dem direkte og dermed reducere de resterende tungmetalelementer i kinesiske lægemidler. I denne undersøgelse kunne podning med organofosfatopløsende bakterier sammenlignet med den ikke-podede CK-gruppe generelt reducere tungmetalindholdet i rødderne, jordstænglerne og de fibrøse rødder af Dianzhong Lou, med den mest markante reduktion i indholdet af Pb-elementer. Årsagen til dette er, at organofosfatopløsende bakterier kan passivere Pb-elementer i jorden, omdanne tungmetallet Pb fra en meget aktiv form til en mindre aktiv form, reducere dets biotilgængelighed og dermed reducere optagelsen og udnyttelsen af Pb-elementer i Dianzhong Lou. Der var også en betydelig forbedring i indholdet af Hg- og Cr-elementer, og behandlingen med blandet podning var bedre end behandlingen med enkeltpodning. Podningsbehandlingen af S6- og S7-grupperne havde den bedste effekt på Dianzhong Lou. Med henvisning til "Chinese Pharmacopoeia" (2020-udgaven) og "National Food Safety Standard - Limits of Contaminants in Food" (GB2762-2017) som grænsestandarder for Dianzhong Lou-medicinske materialer har kun nogle behandlingsgrupper i jordstænglerne lidt overskredet standarderne for Pb og Cr, mens de fleste tungmetaller i rødderne har overskredet grænsestandarderne. Årsagen kan være tilstedeværelsen af et stort antal rodhår på overfladen af rødderne, som ikke kun direkte kan absorbere forskellige skadelige stoffer i jorden, men også effektivt øge kontaktområdet med jorden og derved øge absorptionskapaciteten af jordelementer. Efter podning med organofosfatopløsende bakterier i rhizosfærejorden i Dianzhong Tower ændrede tungmetalindholdet i jorden sig ikke. I henhold til "Risikokontrolstandarder for jordforurening i landbruget i jordmiljøkvalitet" (GB15618-2018) overskred alle behandlingsgruppers jord ikke de nationale grænsestandarder; I henhold til "Teknisk specifikation for jordmiljøtest" (HJ/T166-2004) som evalueringsstandard er det enkelte forureningsindeks for alle behandlingsgrupper mindre end 1. Bortset fra S1-gruppen, hvis Nemerow-indeks er større end 0,7, hører jorden til det relativt rene niveau, og der er en risiko for forurening. Jorden i de andre behandlingsgrupper har nået det rene niveau. Dette indikerer, at tungmetalindholdet i det dyrkningssubstrat, der anvendes i dette forsøg, fuldt ud opfylder plantestandarderne, og at der ikke er nogen væsentlig risiko for tungmetalforurening af jorden efter podning med organofosfatnedbrydende bakterier. Derfor er forsøget med at pode Dianzhong Lou-planter med organofosfatnedbrydende bakterier sikkert og effektivt.

Berigelseskoefficienten for tungmetaller er en vigtig indikator, der beskriver tendensen til ophobning af tungmetaller i organismer og indirekte afspejler planters evne til at berige tungmetaller i deres rhizosfærejord. Generelt gælder det, at jo mindre berigelseskoefficienten for tungmetaller i afgrøder er, desto dårligere er deres evne til at absorbere tungmetaller, og desto stærkere er deres modstandsdygtighed over for tungmetaller i jorden. Ris har en stærk berigende effekt på Cd, så det er nødvendigt at være opmærksom på den resterende mængde Cd i jorden og miljøet under risdyrkning for at undgå overdreven berigelse af Cd, hvilket kan føre til for højt Cd-indhold i ris og bringe menneskers sundhed i fare. I denne undersøgelse resulterede podning med forskellige organofosfatopløsende bakterier i varierende berigelse af rødder, jordstængler og fiberrødder af Dianzhong Lou for fem tungmetalelementer: Hg, Cd, Pb, Cr og As. Blandt dem var berigelsesevnen for Cr-elementet stærkt forringet, mens dets bioakkumuleringseffekt på Cd-elementet var større, men alle var betydeligt lavere end den kritiske indholdsstandard for hyperakkumulerende planter (1000 mg/kg). Berigelseskoefficienten for fibrøse rødder var større end for jordstængler, og berigelsesevnen for behandlingsgruppen med blandet podning var svagere end for behandlingsgruppen med enkelt podning. I stedet for at overveje brugen af Dianzhong Lous fibrøse rødder som medicinske dele kan de to mest effektive podningsmetoder derfor betragtes som referencer for biogødning og anvendes i den kunstige dyrkningsproces af Dianzhong Lou for at reducere risikoen for tungmetalforurening i Dianzhong Lous medicinske materialer. I fremtidige eksperimenter med organofosfatopløsende bakterier og dyrkning af Dianzhong Lou i marken bør regulering af Cd-elementer prioriteres.

Korrelationsanalyse viser, at der efter podning med organofosfatopløsende bakterier er en signifikant sammenhæng mellem Hg- og Pb-elementer, mens sammenhængen mellem andre elementer er relativt lille. Dette indikerer, at Dianzhonglou efter podning med organofosfatopløsende bakterier har en betydelig synergistisk effekt på absorptionen af Hg- og Pb-elementer i rhizosfærejorden; Derudover er korrelationen mellem jordstængler og fibrøse rødder stærkere end den mellem rhizosfærejord, hvilket indikerer en stærkere gensidig indflydelse af tungmetalelementindholdet mellem jordstængler, fibrøse rødder og mellem jordstængler og fibrøse rødder. Derfor bør de synergistiske effekter mellem jordstængler og fibrøse rødder samt mellem Hg- og Pb-elementer overvejes samtidigt i fremtidig markdyrkning.

Sammenfattende kan podning med forskellige organofosfatopløsende bakterier eller sammensatte bakterier effektivt reducere indholdet af Hg-, Pb- og Cr-elementer i rødderne, jordstænglerne og de fibrøse rødder af Dianthus polyphylla og dermed reducere risikoen for et for højt tungmetalindhold i Dianthus polyphyllas medicinske materialer. Det kan også effektivt kontrollere risikoen for tungmetalforurening i Dianthus polyphyllas rhizosfærejord. I mellemtiden viser resultaterne af denne undersøgelse også, at blandet podning af de tre bakterier og blandet podning af stamme B Wiedmannii og B De to metoder til proteolyticus har den bedste indvirkning på Dianzhong Lou. Derfor kan disse to podningsmetoder for organofosfatopløsende bakterier fremmes og anvendes til den kunstige plantningsproces i Dianzhong Lou, hvilket giver reference til afhjælpning af tungmetalforurening i den kunstige plantningsproces i Dianzhong Lou.