Исследование влияния обработки известью на содержание, урожайность и качество пяти тяжелых металлов в Чуаньсяне
Чуаньсюн - это высушенное корневище Ligusticum chuanxiong Hort., растения семейства Зонтичные. Это важная трава, активизирующая кровь и снимающая боль, в традиционной китайской медицине известная как "лекарство ци в крови". Она способствует циркуляции крови, рассеивает ветер и снимает боль. Ее обычно используют при болях в груди, нарушениях менструального цикла, головных болях и болях, вызванных ветряной сыростью. Активные компоненты чуаньсяна в основном включают лактоны, фенольные кислоты и алкалоиды, такие как феруловая кислота, лигустилид А, лигустилид I, Z-лигустилид, эфир феруловой кислоты сосновой коры и хлорогеновая кислота. Современные фармакологические исследования показали, что Ligusticum chuanxiong обладает множеством эффектов, включая противовоспалительный, анальгетический, противоопухолевый, ингибирующий агрегацию тромбоцитов и сосудорасширяющий.
Ligusticum chuanxiong Hort - это знаменитое настоящее лекарственное сырье, произведенное в Сычуани, а также широко используемое сыпучее лекарственное сырье и важный экспортный сорт. Имея почти тысячелетнюю историю посадки, он в основном производится в Сычуани, а аутентичными местами являются Дуцзянъяньский ирригационный проект, Пэнчжоу, Писянь и другие. В настоящее время наибольший объем производства приходится на Пэнчжоу и Мэйшань. Имеющийся в продаже чуаньсянь - это искусственно выращенный сорт, более 90% которого производится в Сычуани. Чуаньсянь - растение, богатое тяжелым металлом кадмием (Cd). В последние годы чрезмерное содержание тяжелых металлов (в основном Cd) в чуаньсяне серьезно сказалось на его экспортных доходах, безопасности лекарств, местном экономическом развитии и доходах фермеров-лекарей. Согласно неполным статистическим данным, содержание Cd в Ligusticum chuanxiong превышает норму на 87,99%. Чрезмерное содержание Cd в лекарственном сырье Ligusticum chuanxiong негативно сказывается на безопасности продукции и здоровом развитии отрасли.
Технология восстановления почвы - это традиционный метод улучшения почвы, направленный на снижение чрезмерного содержания тяжелых металлов в почве. Эта технология обычно включает внесение поправок для изменения физических и химических свойств почвы, снижения содержания доступных тяжелых металлов в почве и уменьшения поглощения тяжелых металлов растениями. Предыдущие исследования подтвердили, что основными факторами, влияющими на содержание Cd в лекарственных травах Chuanxiong, являются их характеристики обогащения Cd и концентрация ионизированного Cd в почве. Известь может снизить содержание Cd в лекарственных травах Чуаньсянь за счет повышения pH почвы и снижения концентрации ионизированного Cd в почве. Донг и др. обнаружили, что сшитый аминокрахмал может связываться с Cd2+ через координацию и адсорбировать Cd2+ в воде. Лу и др. сообщили, что применение композитной добавки, состоящей из извести, фосфорно-кальциево-магниевого удобрения, торфа, активированного угля и полиакрилата натрия, может не только значительно увеличить надземную биомассу водяного шпината, но и снизить содержание Pb и Cd в водяном шпинате. В настоящее время исследования методов снижения содержания тяжелых металлов в Chuanxiong в основном сосредоточены на применении только таких почвенных добавок, как негашеная известь, кремниевые удобрения и буферный раствор KH2PO4 NaOH, а использование композитных форм изучается исследовательской группой только на ранней стадии. Основываясь на исследованиях исследовательской группы, в данной статье с помощью полевых экспериментов изучается влияние одиночного применения негашеной извести или комбинированного применения с крахмалом, активированным углем, дигидрогенфосфатом калия и полиакрилатом натрия на содержание тяжелых металлов, урожайность и качество чуаньсиона лекарственного. Методы многомерного статистического анализа используются для сравнения различий в различных показателях, чтобы отобрать методы, которые могут эффективно снизить содержание тяжелых металлов в чуаньсионге, обеспечив при этом урожайность и качество лекарственного сырья, и предоставить рекомендации для высококачественного зеленого производства чуаньсионга.

Влияние обработки негашеной известью на содержание пяти тяжелых металлов, урожайность и качество чуаньсяна различно, причем на каждый показатель оказывают влияние как место происхождения, так и метод обработки. Принимая во внимание эффект снижения содержания тяжелых металлов (в основном Cd), урожайность и качество лекарственных растений, Т-1 (негашеная известь 6,67 кг/м2) и Т-2 (негашеная известь 6,67 кг/м2+дигидрогенфосфат калия 1,33 кг/м2) могут быть использованы в качестве методов снижения содержания тяжелых металлов при производстве чуаньсяна в Пэнчжоу и Мэйшань. Т-3 (негашеная известь 6,67 кг/чм2+крахмал 6,67 кг/чм2) и Т-4 (негашеная известь 6,67 кг/чм2+полиакрилат натрия 10 кг/чм2) могут быть использованы в качестве методов снижения содержания тяжелых металлов в производстве Chuanxiong в Мэйшань и Пэнчжоу, соответственно. Обработка Т-2 может значительно снизить содержание Cd и As в Ligusticum chuanxiong, значительно увеличить содержание спирторастворимого экстракта и лигустилида I в Ligusticum chuanxiong, и в некоторой степени улучшить выход лекарственного сырья; Т-1, Т-3 и Т-4 могут значительно снизить содержание Cd в Chuanxiong и увеличить выход лекарственного сырья. Вышеперечисленные методы не только достигают эффекта снижения содержания тяжелых металлов, но и обеспечивают выход и качество лекарственного сырья. Кроме того, эффект снижения содержания Cd в вышеуказанном методе в основном согласуется с результатами, полученными Реном, членом исследовательской группы, что также указывает на хорошую стабильность вышеуказанного метода в снижении содержания Cd в чуаньсионе и может служить основой для производства лекарственного сырья с низким содержанием Cd в основных районах производства чуаньсиона.
Однократное внесение негашеной извести (T-1 негашеная известь 6,67 кг/м2) дало хороший эффект снижения содержания Cd в Мэйшань (26,85%) и Пэнчжоу (35,18%). Добавление негашеной извести при производстве чуаньсяна может повысить pH почвы, снизить содержание доступного Cd в почве и уменьшить содержание Cd в лекарственном сырье чуаньсяна. Таким образом, в процессе производства соответствующее повышение pH почвы за счет внесения почвенных добавок, таких как негашеная известь, является одной из эффективных мер по снижению содержания Cd в Ligusticum chuanxiong. Однако добавление негашеной извести также увеличивает концентрацию Ca в почве. Исследования показали, что внесение Ca в почву может уменьшить поглощение и обогащение Cd такими растениями, как кукуруза и рапс, а исследование He et al. показало, что Ca обладает определенным активирующим действием на Cd, что может улучшить поглощение, накопление и способность переноса тяжелого металла Cd в надземные части Spartina alterniflora. Поэтому необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, влияет ли увеличение содержания Ca в почве в процессе выращивания Ligusticum chuanxiong на поглощение и обогащение Cd.
Существует тесная взаимосвязь между P и Cd в почве, и фосфат может влиять на эффективность Cd, вызывая адсорбцию и осаждение. Внесение дигидрогенфосфата калия в почву может увеличить pH почвы, способствовать образованию нерастворимых фосфатных осадков и гидроксилированных фосфатных свинцово-кадмиевых минералов, а также снизить эффективность Cd. Есть данные исследований, что дигидрогенфосфат калия может значительно снизить накопление кадмия в рисе. Среди шести вариантов обработки, Meishan T-2 (негашеная известь 6,67 кг/м2 + дигидрогенфосфат калия 1,33 кг/м2) и Pengzhou T-3 (негашеная известь 6,67 кг/м2 + крахмал 6,67 кг/м2) показали лучший эффект снижения Cd, чем T-1, что указывает на то, что сочетание дигидрогенфосфата калия, крахмала и негашеной извести может усилить эффект снижения Cd. Однако влияние одних и тех же мер на содержание Cd в Chuanxiong в двух местах различается. Предполагается, что влияние обработки негашеной известью на снижение содержания кадмия в растениях зависит от физико-химических свойств почвы. Соответствующий анализ и кластерный анализ показывают, что и происхождение, и методы обработки оказывают влияние на различные показатели, что еще раз подтверждает эту гипотезу. Таким образом, выбор оптимального метода снижения содержания тяжелых металлов должен соответствовать местным условиям. Это также указывает на то, что сочетание подходящих почвенных поправок может дать лучшие результаты в снижении содержания тяжелых металлов.
Результаты исследования показали, что 7 из 14 образцов Чуаньсяна превысили стандарт по содержанию Cd, с коэффициентом превышения 50%. Все 7 образцов, превысивших норму, были взяты с экспериментального участка в Пэнчжоу, что соответствует фоновому значению Cd в почве Пэнчжоу (0 54 мг/кг), превышающему фоновое значение Cd в почве Мэйшань (0,22 мг/кг), а pH почвы Мэйшань (7,53) выше, чем pH почвы Пэнчжоу (5,47). Основными факторами, влияющими на содержание Cd в лекарственных травах Chuanxiong, являются не только высокое фоновое значение Cd в почве, но и их собственные высокие характеристики обогащения Cd. Данное исследование показало, что содержание Cd в шести группах обработки чуаньсяна в Пэнчжоу снизилось на 15,42% до 39,05% по сравнению с CK, но содержание Cd оставалось в пределах от 0,42 до 0,59 мг/кг. Исходя из текущей ситуации с превышением нормы содержания Cd в традиционных районах производства высококачественной продукции Чуаньсянь, исследовательская группа проводит скрининг новых сортов Чуаньсянь, обогащенных низким содержанием Cd, чтобы предоставить больше возможностей для решения проблемы превышения нормы содержания Cd в тяжелых металлах Чуаньсянь.
Проведя корреляционный анализ различных показателей, мы обнаружили значительную отрицательную корреляцию между Pb и Cd, что говорит о том, что Chuanxiong обладает конкурентным ингибированием поглощения Pb и Cd. Сюй Чжунчжун и др. обнаружили такую же картину у рапса, причем Cd оказывает значительное ингибирующее действие на поглощение и накопление Pb; Pb значительно положительно коррелирует с лигустилидом A и As у Ligusticum chuanxiong. Предполагается, что содержание Pb в растениях во время роста и развития Ligusticum chuanxiong оказывает определенное влияние на синтез лигустилида A. Существует эффект взаимного продвижения, когда Ligusticum chuanxiong поглощает As и Pb, и Ху обнаружил, что существует эффект взаимного продвижения, когда корни риса поглощают As и Pb в рисе.