A mészkezelés hatásának vizsgálata öt nehézfém tartalmára, hozamára és minőségére Chuanxiongban
A chuanxiong a Ligusticum chuanxiong Hort. szárított rizómája, amely az Umbelliferae családba tartozó növény. A hagyományos kínai orvoslásban fontos véraktiváló és fájdalomcsillapító gyógynövény, amelyet a "Qi gyógyszere a vérben" néven ismernek. A vérkeringést elősegítő, a szelet elűző és a fájdalmat enyhítő hatású. Általában mellkasi fájdalom, menstruációs zavarok, fejfájás és szélnedvesség okozta fájdalom esetén alkalmazzák. A Chuanxiong hatóanyagai közé elsősorban laktonok, fenolsavak és alkaloidok tartoznak, mint például a ferulasav, ligusztilid A, ligusztilid I, Z-ligusztilid, ferulasav fenyőkéreg észter és klorogénsav. A modern farmakológiai vizsgálatok kimutatták, hogy a Ligusticum chuanxiong többféle hatással rendelkezik, beleértve a gyulladáscsökkentő, fájdalomcsillapító, tumorellenes, vérlemezke-aggregáció gátló és értágító hatásokat.
A Ligusticum chuanxiong Hort egy híres, Szecsuánban termesztett valódi gyógyászati anyag, valamint egy gyakran használt ömlesztett gyógyászati anyag és egy fontos export fajta. Közel ezeréves ültetési múltjával elsősorban Szecsuánban termesztik, a Dujiangyan öntözési projekt, Pengzhou, Pixian és más helyek autentikus helyei. Jelenleg Pengzhou és Meishan rendelkezik a legnagyobb termeléssel. A kereskedelmi forgalomban kapható Chuanxiong mind mesterségesen termesztett, több mint 90%-nyi Szecsuánban termelt. A chuanxiong egy nehézfém kadmiumban (Cd) gazdag növény. Az elmúlt években a chuanxiong túlzott nehézfémtartalma (főleg Cd) súlyosan befolyásolta az exportbevételeket, a gyógyszerbiztonságot, a helyi gazdasági fejlődést és a gyógynövénytermesztők jövedelmét. A hiányos statisztikák szerint a Ligusticum chuanxiong Cd-tartalma akár 87,99%-vel is meghaladja a szabványt. A Ligusticum chuanxiong gyógyászati anyagok túlzott Cd-tartalma káros hatással van a termékbiztonságra és az iparág egészséges fejlődésére.
A talajjavítási technológia egy hagyományos talajjavítási módszer a talajban lévő nehézfémek túlzott használatának enyhítésére. Ez a technológia általában olyan módosítások alkalmazását jelenti, amelyek megváltoztatják a talaj fizikai és kémiai tulajdonságait, csökkentik a talajban rendelkezésre álló nehézfémek tartalmát, és csökkentik a nehézfémek növények általi felszívódását. Korábbi tanulmányok megerősítették, hogy a Chuanxiong gyógynövények Cd-tartalmát befolyásoló fő tényezők a Cd-dúsítási jellemzők és az ionizált Cd koncentrációja a talajban. A mész csökkentheti a Chuanxiong gyógynövények Cd-tartalmát a talaj pH-értékének növelésével és az ionizált Cd koncentrációjának csökkentésével a talajban. Dong és munkatársai megállapították, hogy a térhálósított aminókeményítő képes a Cd2+ -hoz kötődni a koordináció révén és adszorbeálni a Cd2+ -ot a vízben. Lu és munkatársai arról számoltak be, hogy a mészből, kalcium-magnézium-foszfát műtrágyából, tőzegből, aktív szénből és nátrium-poliakrilátból álló összetett módosítás alkalmazása nemcsak a vízispenót föld feletti biomasszáját növelheti jelentősen, hanem a vízispenót Pb- és Cd-tartalmát is csökkentheti. Jelenleg a Chuanxiong nehézfémtartalmának csökkentési módszereivel kapcsolatos kutatások elsősorban a talajjavítószerek, például a mész, a szilícium műtrágya és a KH2PO4 NaOH pufferoldat önmagában történő alkalmazására összpontosítanak, míg a kompozit formák használatát a kutatócsoport csak a kezdeti szakaszban vizsgálta. A kutatócsoport kutatásai alapján ez a cikk terepkísérletekkel vizsgálja meg, hogy a mész egyszeri, illetve a keményítővel, aktív szénnel, kálium-dihidrogén-foszfáttal és nátrium-poliakriláttal kombinált alkalmazása milyen hatással van a Chuanxiong nehézfémtartalmára, gyógyhatású hozamára és minőségére. Többváltozós statisztikai elemzési módszereket alkalmaznak a különböző mutatókban mutatkozó különbségek összehasonlítására, hogy olyan módszereket szűrjenek ki, amelyek hatékonyan csökkentik a Chuanxiong nehézfémtartalmát, miközben biztosítják a gyógyászati anyagok hozamát és minőségét, és referenciát nyújtanak a Chuanxiong kiváló minőségű zöld termeléséhez.

A mészkezelés hatása a Chuanxiong öt nehézfémtartalmára, hozamára és minőségére eltérő, és mind a származási hely, mind a kezelési módszer hatással van az egyes mutatókra. Figyelembe véve a nehézfémek (főként a Cd) csökkentésére, a gyógyászati hozamra és a minőségre gyakorolt hatást, a T-1 (6,67 kg/hm2 hígmész) és a T-2 (6,67 kg/hm2 hígmész + 1,33 kg/hm2 kálium-dihidrogén-foszfát) módszer alkalmazható a nehézfémek csökkentésére a pengzhoui és meishani Chuanxiong termelésében. A T-3 (égetett mész 6,67 kg/hm2+keményítő 6,67 kg/hm2) és a T-4 (égetett mész 6,67 kg/hm2+nátrium-poliakrilát 10 kg/hm2) a nehézfémek csökkentésére használható a Chuanxiong gyártása során Meishanban és Pengzhou-ban. A T-2 kezelés jelentősen csökkentheti a Ligusticum chuanxiong Cd- és As-tartalmát, jelentősen növelheti a Ligusticum chuanxiong alkoholban oldódó kivonat és ligusztilid I tartalmát, és bizonyos mértékig javíthatja a gyógyászati anyagok hozamát; a T-1, T-3 és T-4 kezelés jelentősen csökkentheti a Chuanxiong Cd-tartalmát és növelheti a gyógyászati anyagok hozamát. A fenti módszerek nemcsak a nehézfémek csökkentésének hatását érik el, hanem biztosítják a gyógyászati anyagok hozamát és minőségét is. Ezenkívül a fenti módszer Cd-csökkentő hatása alapvetően összhangban van a Ren, a kutatócsoport egyik tagja által közölt eredményekkel, ami azt is jelzi, hogy a fenti módszer stabilitása a Chuanxiong Cd-tartalmának csökkentésében jó, és referenciát nyújthat az alacsony Cd-tartalmú Chuanxiong gyógyászati anyagok előállításához a Chuanxiong fő termelési területein.
A híg mész egyszeri alkalmazása (T-1 híg mész 6,67 kg/m2 ) jó Cd-csökkentő hatást ért el Meishanban (26,85%) és Pengzhou-ban (35,18%). A mész hozzáadása a Chuanxiong előállítása során növelheti a talaj pH-értékét, csökkentheti a talaj rendelkezésre álló Cd-tartalmát, és csökkentheti a Chuanxiong gyógyászati anyagok Cd-tartalmát. Ezért a termelés során a talaj pH-értékének megfelelő növelése talajmódosítások, például égetett mész alkalmazásával az egyik hatékony intézkedés a Ligusticum chuanxiong Cd-tartalmának csökkentésére. A mész hozzáadása azonban a talaj Ca-koncentrációját is megnövelte. Tanulmányok megállapították, hogy a Ca talajba juttatása csökkentheti a Cd felszívódását és feldúsulását az olyan növényekben, mint a kukorica és a repce, míg He és társai kutatásai kimutatták, hogy a Ca bizonyos aktiváló hatással van a Cd-re, ami javíthatja a nehézfém Cd felszívódását, felhalmozódását és a Spartina alterniflora föld feletti részeire való átviteli képességét. Ezért további kutatásokra van szükség annak tisztázására, hogy a Ligusticum chuanxiong termesztése során a talajban lévő Ca mennyiségének növekedése befolyásolja-e a Cd felszívódását és feldúsulását.
A talajban a P és a Cd között szoros kapcsolat áll fenn, és a foszfát az adszorpció és a kicsapódás előidézésével befolyásolhatja a Cd hatékonyságát. A kálium-dihidrogén-foszfát talajba juttatása növelheti a talaj pH-értékét, elősegítheti az oldhatatlan foszfát csapadék és hidroxilált foszfát ólom-kadmium ásványok képződését, és csökkentheti a Cd hatékonyságát. Vannak kutatási jelentések arról, hogy a kálium-dihidrogén-foszfát jelentősen csökkentheti a kadmium felhalmozódását a rizsben. A hat kezelés közül a Meishan T-2 (égetett mész 6,67 kg/hm2 + kálium-dihidrogén-foszfát 1,33 kg/hm2) és a Pengzhou T-3 (égetett mész 6,67 kg/hm2 + keményítő 6,67 kg/hm2) jobb Cd-csökkentő hatást mutatott, mint a T-1, ami azt jelzi, hogy a kálium-dihidrogén-foszfát, keményítő és égetett mész kombinációja fokozhatja a Cd-csökkentő hatást. Ugyanakkor a két helyen különbségek mutatkoznak ugyanazon intézkedéseknek a Chuanxiong Cd-tartalmára gyakorolt hatásában. Feltételezhető, hogy a mészkezelés hatását a növényi kadmiumcsökkentésre a talaj fizikai-kémiai tulajdonságai befolyásolják. A vonatkozó elemzés és a klaszterelemzés azt mutatja, hogy mind az eredet, mind a kezelési módszerek hatással vannak a különböző mutatókra, ami tovább erősíti ezt a hipotézist. Ezért a nehézfémek csökkentésére szolgáló legjobb módszer kiválasztását a helyi körülményekhez kell igazítani. Ez azt is jelzi, hogy a megfelelő talajmódosítások kombinációjával jobb eredményeket lehet elérni a nehézfémek csökkentésében.
A kutatási eredmények azt mutatták, hogy a Chuanxiong 14 mintájából 7 meghaladta a Cd-tartalomra vonatkozó szabványt, a túllépési arány 50% volt. A 7 minta, amely meghaladta a szabványt, mind a Pengzhou kísérleti területről származott, ami összhangban van azzal, hogy a pengzhoui talajban a Cd háttérértéke (0 54mg/kg) magasabb, mint a meishani talajban a Cd háttérértéke (0,22mg/kg), és a meishani talaj pH-ja (7,53) magasabb, mint a pengzhoui talaj pH-ja (5,47). A Chuanxiong gyógynövények Cd-tartalmának fő befolyásoló tényezői nem csak a talaj Cd magas háttérértéke, hanem saját magas Cd-dúsítási jellemzőik is. Ez a vizsgálat megállapította, hogy a pengzhoui Chuanxiong hat kezelési csoportjában a Cd-tartalom 15,42%-ről 39,05%-re csökkent a CK-hoz képest, de a Cd-tartalmuk 0,42 és 0,59mg/kg között maradt. A Chuanxiong hagyományos, kiváló minőségű termőterületein a szabványt meghaladó C jelenlegi helyzetéből kiindulva a kutatócsoport a Chuanxiong új, alacsony Cd-tartalommal dúsított fajtáinak szűrését végzi, azzal a céllal, hogy több lehetőséget biztosítson a nehézfémekben a szabványt meghaladó Cd problémájának megoldására a Chuanxiongban.
A különböző mutatók korrelációs elemzésével szignifikáns negatív korrelációt találtunk a Pb és a Cd között, ami arra utal, hogy a Chuanxiong versenyképes gátlással rendelkezik a Pb és a Cd felszívásában. Xu Zhongzhong és társai ugyanezt a mintázatot találták repcében, és a Cd szignifikáns gátló hatással van a Pb felszívódására és felhalmozódására; a Pb szignifikánsan pozitívan korrelál a ligusztilid A-val és az As-szal a Ligusticum chuanxiongban. Feltételezhető, hogy a Ligusticum chuanxiong növekedése és fejlődése során a növények Pb-tartalma bizonyos mértékben befolyásolja a ligusztilid A szintézisét. A Ligusticum chuanxiong As és Pb felszívásakor kölcsönös promóciós hatás lép fel, és Hu megállapította, hogy a rizs gyökereinek As és Pb felszívásakor a rizsben kölcsönös promóciós hatás lép fel.