Chuanxiong'da Kireç Uygulamasının Beş Ağır Metalin İçeriği, Verimi ve Kalitesi Üzerindeki Etkilerinin Araştırılması
Chuanxiong, Umbelliferae familyasından bir bitki olan Ligusticum chuanxiong Hort'un kurutulmuş rizomudur. Geleneksel Çin tıbbında "kandaki Qi ilacı" olarak bilinen önemli bir kan aktive edici ve ağrı kesici bitkidir. Kan dolaşımını teşvik etme, rüzgarı dağıtma ve ağrıyı hafifletme etkilerine sahiptir. Genellikle göğüs ağrısı, adet bozuklukları, baş ağrıları ve rüzgar nemi ağrıları için kullanılır. Chuanxiong'un aktif bileşenleri temel olarak laktonlar, fenolik asitler ve ferulik asit, ligustilid A, ligustilid I, Z-ligustilid, ferulik asit çam kabuğu esteri ve klorojenik asit gibi alkaloidleri içerir. Modern farmakolojik çalışmalar, Ligusticum chuanxiong'un anti-enflamatuar, analjezik, anti-tümör, trombosit agregasyon inhibisyonu ve vazodilatasyon dahil olmak üzere birçok etkiye sahip olduğunu göstermiştir.
Ligusticum chuanxiong Hort, Sichuan'da üretilen ünlü bir orijinal tıbbi malzemedir ve aynı zamanda yaygın olarak kullanılan bir dökme tıbbi malzeme ve önemli bir ihracat çeşididir. Yaklaşık bin yıllık ekim geçmişiyle, esas olarak Sichuan'da, Dujiangyan Sulama Projesi, Pengzhou, Pixian ve diğer yerlerde otantik yerler olarak üretilmektedir. Şu anda Pengzhou ve Meishan en büyük üretime sahiptir. Piyasada bulunan Chuanxiong'un tamamı yapay olarak yetiştirilmektedir ve 90%'den fazlası Sichuan'da üretilmektedir. Chuanxiong ağır metal kadmiyum (Cd) açısından zengin bir bitkidir. Son yıllarda, Chuanxiong'daki aşırı ağır metal içeriği (özellikle Cd) ihracat gelirlerini, ilaç güvenliğini, yerel ekonomik kalkınmayı ve tıbbi çiftçilerin gelirini ciddi şekilde etkilemiştir. Eksik istatistiklere göre, Ligusticum chuanxiong'daki Cd içeriği standardı 87.99%'ye kadar aşmaktadır. Ligusticum chuanxiong tıbbi malzemelerindeki aşırı Cd içeriği, ürün güvenliği ve sektörün sağlıklı gelişimi üzerinde olumsuz etkiler yaratmıştır.
Toprak iyileştirme teknolojisi, topraktaki ağır metallerin aşırı kullanımını hafifletmek için kullanılan geleneksel bir toprak iyileştirme yöntemidir. Bu teknoloji genellikle toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerini değiştirmek, topraktaki mevcut ağır metallerin içeriğini azaltmak ve ağır metallerin bitkiler tarafından emilimini azaltmak için değişikliklerin uygulanmasını içerir. Önceki çalışmalar, Chuanxiong şifalı bitkilerindeki Cd içeriğini etkileyen ana faktörlerin Cd zenginleştirme özellikleri ve topraktaki iyonize Cd konsantrasyonu olduğunu doğrulamıştır. Kireç, toprak pH'ını artırarak ve topraktaki iyonize Cd konsantrasyonunu düşürerek Chuanxiong şifalı bitkilerindeki Cd içeriğini azaltabilir. Dong ve arkadaşları çapraz bağlı amino nişastanın koordinasyon yoluyla Cd2+ ile bağlanabildiğini ve Cd2+ 'yi suda adsorbe edebildiğini bulmuştur. Lu ve arkadaşları kireç, kalsiyum magnezyum fosfat gübresi, turba, aktif karbon ve sodyum poliakrilattan oluşan kompozit bir tadilatın uygulanmasının sadece su ıspanağının toprak üstü biyokütlesini önemli ölçüde artırmakla kalmayıp aynı zamanda su ıspanağındaki Pb ve Cd içeriğini de azaltabileceğini bildirmiştir. Şu anda, Chuanxiong'daki ağır metal içeriğini azaltma yöntemleri üzerine yapılan araştırmalar esas olarak sönmemiş kireç, silikon gübre ve KH2PO4 NaOH tampon çözeltisi gibi toprak değişikliklerinin tek başına uygulanmasına odaklanırken, kompozit formların kullanımı araştırma grubu tarafından yalnızca erken aşamada araştırılmıştır. Araştırma grubunun araştırmasına dayanan bu makale, sönmemiş kirecin tek başına veya nişasta, aktif karbon, potasyum dihidrojen fosfat ve sodyum poliakrilat ile birlikte uygulanmasının Chuanxiong'un ağır metal içeriği, tıbbi verimi ve kalitesi üzerindeki etkilerini araştırmak için saha deneylerini kullanmaktadır. Tıbbi malzemelerin verimini ve kalitesini sağlarken Chuanxiong'un ağır metal içeriğini etkili bir şekilde azaltabilecek yöntemleri taramak ve Chuanxiong'un yüksek kaliteli yeşil üretimi için referans sağlamak amacıyla çeşitli göstergelerdeki farklılıkları karşılaştırmak için çok değişkenli istatistiksel analiz yöntemleri kullanılmıştır.

Sönmemiş kireç işleminin Chuanxiong'un beş ağır metal içeriği, verimi ve kalitesi üzerindeki etkileri farklılık göstermektedir ve hem menşe yeri hem de işlem yönteminin her bir gösterge üzerinde etkisi vardır. Ağır metalleri (özellikle Cd), tıbbi verimi ve kaliteyi azaltma etkisi dikkate alındığında, T-1 (sönmemiş kireç 6,67kg/hm2) ve T-2 (sönmemiş kireç 6,67kg/hm2+potasyum dihidrojen fosfat 1,33kg/hm2) Pengzhou ve Meishan'da Chuanxiong üretiminde ağır metalleri azaltma yöntemleri olarak kullanılabilir. T-3 (sönmemiş kireç 6,67kg/hm2+nişasta 6,67kg/hm2) ve T-4 (sönmemiş kireç 6,67kg/hm2+sodyum poliakrilat 10kg/hm2) sırasıyla Meishan ve Pengzhou'da Chuanxiong üretiminde ağır metalleri azaltma yöntemleri olarak kullanılabilir. T-2 işlemi Ligusticum chuanxiong'daki Cd ve As içeriğini önemli ölçüde azaltabilir, Ligusticum chuanxiong'daki alkolde çözünür ekstrakt ve ligustilid I içeriğini önemli ölçüde artırabilir ve tıbbi malzemelerin verimini bir dereceye kadar iyileştirebilir; T-1, T-3 ve T-4, Chuanxiong'daki Cd içeriğini önemli ölçüde azaltabilir ve tıbbi malzemelerin verimini artırabilir. Yukarıdaki yöntemler yalnızca ağır metalleri azaltma etkisini elde etmekle kalmaz, aynı zamanda tıbbi malzemelerin verimini ve kalitesini de sağlar. Buna ek olarak, yukarıdaki yöntemin Cd azaltma etkisi, araştırma ekibinin bir üyesi olan Ren tarafından bildirilen sonuçlarla temelde tutarlıdır; bu da yukarıdaki yöntemin Chuanxiong'daki Cd'yi azaltmadaki kararlılığının iyi olduğunu ve Chuanxiong'un ana üretim alanlarında düşük Cd'li Chuanxiong tıbbi malzemelerinin üretimi için referans sağlayabileceğini göstermektedir.
Tek bir sönmemiş kireç uygulaması (T-1 sönmemiş kireç 6.67kg/m2) Meishan (26.85%) ve Pengzhou'da (35.18%) iyi Cd azaltma etkileri sağlamıştır. Chuanxiong üretimi sırasında sönmemiş kireç eklenmesi toprak pH'ını artırabilir, topraktaki mevcut Cd içeriğini azaltabilir ve Chuanxiong tıbbi malzemelerindeki Cd içeriğini düşürebilir. Bu nedenle, üretimde, sönmemiş kireç gibi toprak ıslah maddelerinin uygulanması yoluyla toprak pH'ının uygun şekilde artırılması, Ligusticum chuanxiong'daki Cd içeriğini azaltmak için etkili önlemlerden biridir. Bununla birlikte, sönmemiş kireç ilavesi topraktaki Ca konsantrasyonunu da artırmıştır. Çalışmalar, toprağa Ca uygulanmasının mısır ve kolza tohumu gibi bitkiler tarafından Cd'nin emilimini ve zenginleşmesini azaltabileceğini ortaya koyarken, He ve arkadaşlarının araştırması, Ca'nın Cd üzerinde belirli bir aktive edici etkiye sahip olduğunu ve bunun da ağır metal Cd'nin emilimini, birikimini ve Spartina alterniflora'nın toprak üstü kısımlarına transfer kabiliyetini artırabileceğini göstermiştir. Bu nedenle, Ligusticum chuanxiong'un üretim sürecinde topraktaki Ca artışının Cd emilimini ve zenginleşmesini etkileyip etkilemediğini açıklığa kavuşturmak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Topraktaki P ve Cd arasında yakın bir ilişki vardır ve fosfat, adsorpsiyon ve çökelmeyi indükleyerek Cd'nin etkinliğini etkileyebilir. Toprağa potasyum dihidrojen fosfat uygulanması toprak pH'ını artırabilir, çözünmeyen fosfat çökeltisi ve hidroksile fosfat kurşun kadmiyum minerallerinin oluşumunu teşvik edebilir ve Cd'nin etkinliğini azaltabilir. Potasyum dihidrojen fosfatın pirinçte kadmiyum birikimini önemli ölçüde azaltabileceğine dair araştırma raporları bulunmaktadır. Altı uygulama arasında Meishan T-2 (sönmemiş kireç 6.67kg/hm2+potasyum dihidrojen fosfat 1.33kg/hm2) ve Pengzhou T-3 (sönmemiş kireç 6.67kg/hm2+nişasta 6.67kg/hm2) T-1'den daha iyi Cd azaltma etkisi göstermiştir, bu da potasyum dihidrojen fosfat, nişasta ve sönmemiş kireç kombinasyonunun Cd azaltma etkisini artırabileceğini göstermektedir. Bununla birlikte, aynı önlemlerin iki yerde Chuanxiong'un Cd içeriği üzerindeki etkisinde farklılıklar vardır. Sönmemiş kireç uygulamasının bitki kadmiyum azaltımı üzerindeki etkisinin toprak fizikokimyasal özelliklerinden etkilendiği tahmin edilmektedir. İlgili analiz ve küme analizi, hem köken hem de arıtma yöntemlerinin çeşitli göstergeler üzerinde etkisi olduğunu göstererek bu hipotezi daha da doğrulamaktadır. Bu nedenle, ağır metalleri azaltmak için en iyi yöntemin seçimi yerel koşullara göre uyarlanmalıdır. Ayrıca, uygun toprak değişikliklerinin kombinasyonunun ağır metallerin azaltılmasında daha iyi sonuçlar elde edebileceğini göstermektedir.
Araştırma sonuçları Chuanxiong'dan alınan 14 örnekten 7'sinin Cd içeriği açısından standardı aştığını ve aşım oranının 50% olduğunu göstermiştir. Standardı aşan 7 örneğin tamamı Pengzhou deney sahasından alınmıştır ve bu durum Pengzhou toprağındaki Cd'nin arka plan değerinin (0.54mg/kg) Meishan toprağındaki Cd'nin arka plan değerinden (0.22mg/kg) daha yüksek olması ve Meishan toprak pH'sının (7.53) Pengzhou toprak pH'sından (5.47) daha yüksek olmasıyla tutarlıdır. Chuanxiong şifalı bitkilerindeki Cd içeriğini etkileyen ana faktörler sadece toprak Cd'sinin yüksek arka plan değeri değil, aynı zamanda kendi yüksek Cd zenginleştirme özellikleridir. Bu çalışmada Pengzhou'daki Chuanxiong'un altı tedavi grubundaki Cd içeriğinin CK'ya kıyasla 15.42% ila 39.05% azaldığı, ancak Cd içeriklerinin 0.42 ila 0.59mg/kg arasında kaldığı bulunmuştur. Chuanxiong'un geleneksel yüksek kaliteli üretim alanlarında standardı aşan C'nin mevcut durumuna dayanarak, araştırma ekibi Chuanxiong'un ağır metallerinde standardı aşan Cd sorununu çözmek için daha fazla olanak sağlamayı amaçlayarak düşük Cd ile zenginleştirilmiş yeni Chuanxiong çeşitleri için tarama yapmaktadır.
Çeşitli göstergelerin korelasyon analizi yoluyla, Pb ve Cd arasında önemli bir negatif korelasyon bulduk, bu da Chuanxiong'un Pb ve Cd emiliminde rekabetçi inhibisyona sahip olduğunu göstermektedir. Xu Zhongzhong ve arkadaşları kolza tohumunda aynı modeli bulmuşlardır ve Cd'nin Pb emilimi ve birikimi üzerinde önemli bir inhibitör etkisi vardır; Pb, Ligusticum chuanxiong'da ligustilide A ve As ile önemli ölçüde pozitif ilişkilidir. Ligusticum chuanxiong'un büyümesi ve gelişmesi sırasında bitkilerdeki Pb içeriğinin ligustilide A sentezi üzerinde belirli bir etkiye sahip olduğu tahmin edilmektedir. Ligusticum chuanxiong As ve Pb'yi emdiğinde karşılıklı bir teşvik etkisi vardır ve Hu, pirinç kökleri pirinçte As ve Pb'yi emdiğinde karşılıklı bir teşvik etkisi olduğunu bulmuştur.