نشكرك على زيارة موقع Nature.com. أنت تستخدم إصدارًا من المتصفح يدعم CSS بشكل محدود. للحصول على أفضل تجربة، نوصي باستخدام متصفح مُحدَّث (أو تعطيل وضع التوافق في Internet Explorer). بالإضافة إلى ذلك، ولضمان استمرار الدعم، نعرض الموقع بدون أنماط CSS وجافا سكريبت.
شرائح عرض تعرض ثلاثة مقالات في كل شريحة. استخدم زري الرجوع والتالي للتنقل بين الشرائح، أو أزرار التحكم في الشرائح الموجودة في النهاية للتنقل بين كل شريحة.
يشكل تلوث الكادميوم (Cd) تهديدًا لزراعة نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) في مقاطعة يونان. في ظل ظروف الإجهاد الخارجي للكادميوم، أُجريت تجربة حقلية لفهم تأثير استخدام الجير (0.750، 2250، و3750 كجم/م²) ورش حمض الأكساليك (0، 0.1، و0.2 مول/لتر) على تراكم الكادميوم ومضادات الأكسدة، بالإضافة إلى دراسة المكونات الجهازية والطبية المؤثرة على نبات الجنسنغ الصيني. أظهرت النتائج أن استخدام الجير الحي والرش الورقي بحمض الأكساليك يزيد من مستويات أيونات الكالسيوم (Ca²⁺) في نبات الجنسنغ الصيني تحت تأثير إجهاد الكادميوم، ويقلل من سمية الكادميوم. كما أدى إضافة الجير وحمض الأكساليك إلى زيادة نشاط إنزيمات مضادات الأكسدة وتغيير استقلاب منظمات الضغط الأسموزي. وقد لوحظت أعلى زيادة في نشاط إنزيم الكاتالاز (CAT)، حيث ارتفع بمقدار 2.77 مرة. كما ارتفع نشاط إنزيم سوبرأكسيد ديسميوتاز (SOD) بمقدار 1.78 مرة عند المعالجة بحمض الأكساليك. انخفض محتوى MDA بنسبة 58.38%. وهناك ارتباط وثيق بينه وبين السكريات الذائبة، والأحماض الأمينية الحرة، والبرولين، والبروتين الذائب. يُمكن للجير وحمض الأكساليك زيادة أيونات الكالسيوم (Ca2+)، وخفض تركيز الكادميوم (Cd)، وتحسين تحمل الإجهاد في نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng)، وزيادة إنتاج الصابونينات والفلافونويدات الكلية. وكان محتوى الكادميوم هو الأدنى، حيث انخفض بنسبة 68.57% مقارنةً بالمجموعة الضابطة، وهو ما يتوافق مع القيمة القياسية (Cd≤0.5 ملغم/كغم، GB/T 19086-2008). وبلغت نسبة SPN 7.73%، وهي أعلى نسبة في جميع المعاملات، بينما ارتفع محتوى الفلافونويدات بشكل ملحوظ بنسبة 21.74%، ليصل إلى القيمة القياسية للدواء وأفضل إنتاجية.
يُعد الكادميوم (Cd) من الملوثات الشائعة في التربة الزراعية، وهو مادة سريعة الانتشار وذات سمية بيولوجية عالية. وقد أفاد الشافعي وآخرون أن سمية الكادميوم تؤثر على جودة وإنتاجية النباتات المستخدمة. في السنوات الأخيرة، تفاقمت مشكلة زيادة تركيز الكادميوم في تربة الأراضي الزراعية في جنوب غرب الصين. تُعتبر مقاطعة يونان موطنًا للتنوع البيولوجي في الصين، حيث تحتل فيها أنواع النباتات الطبية المرتبة الأولى على مستوى البلاد. ومع ذلك، فإن وفرة الموارد المعدنية في مقاطعة يونان تؤدي حتمًا إلى تلوث التربة بالمعادن الثقيلة أثناء عمليات التعدين، مما يؤثر سلبًا على إنتاج النباتات الطبية المحلية.
يُعدّ نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng (Burkill) Chen3) نباتًا طبيًا عشبيًا معمرًا ذا قيمة عالية، ينتمي إلى جنس الجنسنغ الصيني (Panax ginseng) من الفصيلة الأرالية (Araliaceae). يُحسّن جذر الجنسنغ الصيني الدورة الدموية، ويُزيل ركود الدم، ويُسكّن الألم. يقع موقع الإنتاج الرئيسي في محافظة وِنشان، بمقاطعة يونان. وقد وُجد تلوث بالكادميوم في أكثر من 75% من مساحة التربة في منطقة زراعة الجنسنغ الصيني، وتجاوزت نسبته 81-100% في مواقع مختلفة. كما يُقلّل التأثير السام للكادميوم بشكل كبير من إنتاج المكونات الطبية للجنسنغ الصيني، وخاصة الصابونين والفلافونويدات. الصابونين هي فئة من الأغليكونات، ومن بينها التريتربينويدات أو السبيروستيرانات، وهي المكونات النشطة الرئيسية في العديد من الأدوية العشبية الصينية التي تحتوي على الصابونين. كما تتمتع بعض أنواع الصابونين بخصائص بيولوجية قيّمة، مثل النشاط المضاد للبكتيريا، وخافض الحرارة، والمهدئ، والمضاد للسرطان. تشير الفلافونويدات عمومًا إلى سلسلة من المركبات التي تتكون من حلقتين بنزين مرتبطتين بثلاث ذرات كربون مركزية، وتحتوي كل حلقة على مجموعة هيدروكسيل فينولية، ويُعدّ 2-فينيل كرومانون 8 المكون الرئيسي فيها. وهو مضاد أكسدة قوي، قادر على إزالة جذور الأكسجين الحرة من النباتات، وتثبيط إفراز الإنزيمات البيولوجية المُسببة للالتهابات، وتعزيز التئام الجروح وتسكين الآلام، وخفض مستويات الكوليسترول. وهو أحد المكونات النشطة الرئيسية في نبات الجنسنغ. ويُعدّ حل مشكلة تلوث التربة بالكادميوم في مناطق إنتاج الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) شرطًا أساسيًا لضمان إنتاج مكوناته الطبية الرئيسية.
يُعدّ الجير أحد المواد الشائعة المُثبِّطة لتثبيت تلوث التربة بالكادميوم في الموقع. فهو يؤثر على امتصاص الكادميوم وترسيبه في التربة، ويُقلل من نشاطه البيولوجي عن طريق زيادة الرقم الهيدروجيني وتغيير سعة التبادل الكاتيوني للتربة، وتشبعها بالأملاح، وكفاءة جهد الأكسدة والاختزال. إضافةً إلى ذلك، يُوفّر الجير كمية كبيرة من أيونات الكالسيوم (Ca2+)، التي تُشكّل تفاعلاً أيونياً مُضاداً مع أيونات الكادميوم (Cd2+)، وتُنافسها على مواقع امتصاص الجذور، وتمنع انتقال الكادميوم إلى الأجزاء الهوائية، كما يتميّز بانخفاض سميته البيولوجية. عند إضافة 50 ملي مول/لتر من الكالسيوم تحت ظروف الإجهاد الناتج عن الكادميوم، تمّ تثبيط انتقال الكادميوم في أوراق السمسم، وانخفض تراكمه بنسبة 80%. وقد نُشرت العديد من الدراسات ذات الصلة على الأرز (Oryza sativa L.) ومحاصيل أخرى.
يُعد رش أوراق المحاصيل للسيطرة على تراكم المعادن الثقيلة طريقةً حديثةً للتعامل معها في السنوات الأخيرة. ويعتمد مبدأ هذه الطريقة بشكل أساسي على تفاعل التخليب في خلايا النبات، مما يؤدي إلى ترسب المعادن الثقيلة على جدار الخلية، وبالتالي تثبيط امتصاصها من قِبل النباتات^14،15. وباعتباره عاملًا مُخلِّبًا مستقرًا من الأحماض ثنائية الكربوكسيل، يستطيع حمض الأكساليك أن يُخلِّب أيونات المعادن الثقيلة مباشرةً في النباتات، مما يُقلل من سميتها. وقد أظهرت الدراسات أن حمض الأكساليك في فول الصويا قادر على تخليب أيونات الكادميوم (Cd²⁺) وإطلاق بلورات تحتوي على الكادميوم من خلال الخلايا القمية للشعيرات، مما يُقلل من مستويات الكادميوم في الجسم¹⁶. كما يُمكن لحمض الأكساليك تنظيم درجة حموضة التربة، وزيادة نشاط إنزيمات ديسموتاز الفائق (SOD) والبيروكسيداز (POD) والكاتالاز (CAT)، وتنظيم تسرب السكريات الذائبة والبروتينات الذائبة والأحماض الأمينية الحرة والبرولين.^17،18 تُشكّل المواد الحمضية وفرط أيونات الكالسيوم (Ca2+) في النباتات الأكسالاتية رواسب أكسالات الكالسيوم بفعل البروتينات الجنينية. يُمكن تنظيم تركيز أيونات الكالسيوم (Ca2+) في النباتات بفعالية للتحكم في حمض الأكساليك الذائب وأيونات الكالسيوم (Ca2+)، وتجنب تراكمها المفرط.
تُعدّ كمية الجير المُستخدمة أحد العوامل الرئيسية المؤثرة على فعالية عملية استصلاح التربة. وقد ثبت أن استهلاك الجير يتراوح بين 750 و6000 كجم/ساعة/م². بالنسبة للتربة الحمضية ذات الرقم الهيدروجيني 5.0-5.5، كان تأثير استخدام الجير بجرعة 3000-6000 كجم/ساعة/م² أعلى بكثير من تأثيره بجرعة 750 كجم/ساعة/م². مع ذلك، فإن الإفراط في استخدام الجير يُسبب بعض الآثار السلبية على التربة، مثل التغيرات الكبيرة في الرقم الهيدروجيني للتربة وانضغاطها. لذلك، حددنا مستويات معالجة أكسيد الكالسيوم عند 0، 750، 2250، و3750 كجم/ساعة/م². عند استخدام حمض الأكساليك على نبات الأرابيدوبسيس، لوحظ انخفاض ملحوظ في تركيز أيونات الكالسيوم عند 10 ملي مول/لتر، كما لوحظ استجابة قوية من عائلة جينات CRT المسؤولة عن إشارات الكالسيوم. سمحت لنا تراكمات بعض الدراسات السابقة بتحديد تركيز هذه التجربة ومواصلة دراسة تفاعل الإضافات الخارجية مع أيونات الكالسيوم (Ca2+) والكادميوم (Cd2+) 23، 24، 25. وبالتالي، تهدف هذه الدراسة إلى بحث الآلية التنظيمية لتأثيرات استخدام الجير الموضعي والرش الورقي بحمض الأكساليك على محتوى الكادميوم وتحمل الإجهاد في نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) في التربة الملوثة بالكادميوم، وإلى استكشاف أفضل السبل والوسائل لضمان الجودة الطبية لنبات الجنسنغ الصيني. وتوفر هذه الدراسة معلومات قيّمة لتوجيه التوسع في زراعة الأعشاب في التربة الملوثة بالكادميوم، وتوفير إنتاج مستدام عالي الجودة لتلبية طلب السوق على الأدوية.
باستخدام صنف "ونتوجينسنغ" المحلي من منطقة "ونشان"، أُجريت تجربة حقلية في منطقة "لانيتشاي" (24°11′ شمالاً، 104°3′ شرقاً، ارتفاع 1446 متراً)، بمقاطعة "تشيوبي"، محافظة "ونشان"، مقاطعة "يونان". يبلغ متوسط ​​درجة الحرارة السنوية 17 درجة مئوية، ومتوسط ​​هطول الأمطار السنوي 1250 ملم. القيم المرجعية للتربة المدروسة: النيتروجين الكلي 0.57 غ/كغ، الفوسفور الكلي 1.64 غ/كغ، الكربون الكلي 16.31 غ/كغ، الرطوبة النسبية 31.86 غ/كغ، النيتروجين المتحلل قلوياً 88.82 ملغ/كغ، الفوسفور الفعال 18.55 ملغ/كغ، البوتاسيوم المتاح 100.37 ملغ/كغ، الكادميوم الكلي 0.3 ملغ/كغ، ودرجة الحموضة 5.4.
في العاشر من ديسمبر عام ٢٠١٧، تم تطبيق ٦ ملغم/كغم من أيونات الكادميوم (CdCl₂·2.5H₂O) والجير (بمعدلات ٠.٧٥٠، ٢٢٥٠، و٣٧٥٠ كغم/م²) وخلطها مع الطبقة السطحية للتربة (٠-١٠ سم) في كل قطعة أرض. تكررت كل معاملة ثلاث مرات. تم اختيار مواقع قطع الأرض التجريبية عشوائيًا، وبلغت مساحة كل قطعة ٣ م². بعد ١٥ يومًا من زراعة شتلات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) البالغة من العمر عامًا واحدًا في التربة، تم نقلها إلى الأرض. عند استخدام شبكات التظليل، كانت شدة الإضاءة التي يتعرض لها الجنسنغ الصيني في الظل حوالي ١٨٪ من شدة الإضاءة الطبيعية. تمت الزراعة وفقًا لأساليب الزراعة التقليدية المحلية. عند بلوغ الجنسنغ الصيني مرحلة النضج في عام ٢٠١٩، تم رشه بحمض الأكساليك على شكل أكسالات الصوديوم. كان تركيز حمض الأكساليك 0 و0.1 و0.2 مول/لتر على التوالي، وتم ضبط الرقم الهيدروجيني إلى 5.16 باستخدام هيدروكسيد الصوديوم لمحاكاة متوسط ​​الرقم الهيدروجيني لراشح الحطام. رُشّ السطحان العلوي والسفلي للأوراق مرة واحدة أسبوعيًا في الساعة الثامنة صباحًا. بعد الرش أربع مرات، حُصدت نباتات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) البالغة من العمر ثلاث سنوات في الأسبوع الخامس.
في نوفمبر 2019، جُمعت نباتات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) المعالجة بحمض الأكساليك، والتي تبلغ من العمر ثلاث سنوات، من الحقل. وُضعت عينات من هذه النباتات، التي يبلغ عمرها ثلاث سنوات، في أنابيب تجميد لاختبار عمليات الأيض الفسيولوجية والنشاط الإنزيمي، ثم جُمدت سريعًا في النيتروجين السائل، ونُقلت بعد ذلك إلى ثلاجة عند درجة حرارة -80 درجة مئوية. يجب تحديد نسبة الكادميوم ومحتوى المادة الفعالة في عينات الجذور لتحديد مرحلة النضج. بعد غسلها بماء الصنبور، تُجفف العينات عند درجة حرارة 105 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة، ثم تُحفظ عند درجة حرارة 75 درجة مئوية، وتُطحن في هاون.
يُوزن 0.2 غرام من عينات النبات المجففة في دورق إرلنماير، ويُضاف إليه 8 مل من حمض النيتريك و2 مل من حمض البيركلوريك، ثم يُغلق الدورق ويُترك طوال الليل. في اليوم التالي، يُوضع القمع ذو العنق المنحني في دورق مثلث الشكل لإجراء التحلل الكهروحراري حتى ظهور دخان أبيض وتحول محلول التحلل إلى سائل صافٍ. بعد التبريد إلى درجة حرارة الغرفة، يُنقل المزيج إلى دورق حجمي سعة 10 مل. يُحدد محتوى الكادميوم باستخدام مطياف الامتصاص الذري (Thermo ICE™ 3300 AAS، الولايات المتحدة الأمريكية). (GB/T 23739-2009).
زن 0.2 غرام من عينات النبات المجففة في زجاجة بلاستيكية سعتها 50 مل، أضف 10 مل من حمض الهيدروكلوريك بتركيز 1 مول/لتر، أغلق الزجاجة ورجها لمدة 15 ساعة، ثم قم بالترشيح. باستخدام ماصة، اسحب الكمية المطلوبة من الراشح للتخفيف المناسب، وأضف محلول كلوريد السترونتيوم (SrCl2) لرفع تركيز أيونات السترونتيوم (Sr2+) إلى 1 غرام/لتر. تم تحديد محتوى الكالسيوم باستخدام مطياف الامتصاص الذري (Thermo ICE™ 3300 AAS، الولايات المتحدة الأمريكية).
طريقة مجموعة مرجعية لـ Malondialdehyde (MDA) و superoxide dismutase (SOD) و peroxidase (POD) و catalase (CAT) (DNM-9602، شركة Beijing Pulang New Technology Co., Ltd.، رقم تسجيل المنتج)، استخدم مجموعة القياس المقابلة رقم: Jingyaodianji (quasi) word 2013 No. 2400147).
زن 0.05 غرام من عينة الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) وأضف كاشف الأنثرون-حمض الكبريتيك على جانب الأنبوب. رجّ الأنبوب لمدة 2-3 ثوانٍ لخلط السائل جيدًا. ضع الأنبوب على حامل أنابيب الاختبار لمدة 15 دقيقة. تم تحديد محتوى السكريات الذائبة باستخدام مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-5800، شركة شنغهاي يوانشي للأجهزة المحدودة، الصين) عند طول موجي 620 نانومتر.
يُوزن 0.5 غرام من عينة طازجة من نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng)، ثم تُطحن مع 5 مل من الماء المقطر حتى تصبح متجانسة، وتُفصل بالطرد المركزي عند 10000 دورة في الدقيقة لمدة 10 دقائق. يُخفف الراسب إلى حجم ثابت. استُخدمت طريقة كوماسي الأزرق اللامع. حُدد محتوى البروتين الذائب باستخدام قياس الطيف الضوئي في منطقتي الأشعة فوق البنفسجية والمرئية من الطيف (جهاز UV-5800، شركة شنغهاي يوانشي للأجهزة المحدودة، الصين) عند طول موجي 595 نانومتر، وحُسب من منحنى معايرة ألبومين مصل البقر.
يُوزن 0.5 غرام من العينة الطازجة، ويُضاف إليها 5 مل من حمض الخليك بتركيز 10%، ثم تُطحن وتُجانس، وتُرشح وتُخفف إلى حجم ثابت. تُستخدم طريقة التلوين اللوني باستخدام محلول النينهيدرين. حُدد محتوى الأحماض الأمينية الحرة بواسطة مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-5800، شركة شنغهاي يوانشي للأجهزة المحدودة، الصين) عند طول موجي 570 نانومتر، وحُسب من منحنى الليوسين القياسي.
يُوزن 0.5 غرام من عينة طازجة، ويُضاف إليها 5 مل من محلول حمض السلفوساليسيليك بتركيز 3%، ثم تُسخّن في حمام مائي مع الرجّ لمدة 10 دقائق. بعد التبريد، يُرشّح المحلول ويُخفّف إلى حجم ثابت. استُخدمت طريقة التلوين باستخدام حمض النينهيدرين. حُدّد محتوى البرولين باستخدام مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-5800، شركة شنغهاي يوانشي للأجهزة المحدودة، الصين) عند طول موجي 520 نانومتر، وحُسب من منحنى معايرة البرولين.
تم تحديد محتوى الصابونين باستخدام كروماتوغرافيا السائل عالي الأداء (HPLC) وفقًا لدستور الأدوية لجمهورية الصين الشعبية (إصدار 2015). يعتمد مبدأ HPLC على استخدام سائل عالي الضغط كمرحلة متحركة، وتطبيق تقنية فصل عالية الكفاءة على عمود ذي مرحلة ثابتة لفصل الجسيمات متناهية الصغر. وفيما يلي المهارات التشغيلية المطلوبة:
شروط جهاز كروماتوغرافيا السائل عالي الأداء (HPLC) واختبار ملاءمة النظام (الجدول 1): تم إجراء عملية الفصل التدريجي وفقًا للجدول التالي، باستخدام هلام السيليكا المرتبط بالأوكتاديسيل سيلان كمادة مالئة، والأسيتونيتريل كمرحلة متحركة A، والماء كمرحلة متحركة B، وكان طول موجة الكشف 203 نانومتر. يجب أن يكون عدد الأكواب النظرية المحسوبة من قمة R1 لسابونينات نبات الجنسنغ (Panax notoginseng) 4000 على الأقل.
تحضير المحلول المرجعي: قم بوزن جينسينوسيدات Rg1 وجينسينوسيدات Rb1 ونوتوجينسينوسيدات R1 بدقة، وأضف الميثانول للحصول على محلول مختلط من 0.4 ملغ جينسينوسيد Rg1، و0.4 ملغ جينسينوسيد Rb1، و0.1 ملغ نوتوجينسينوسيد R1 لكل مل.
تحضير محلول الاختبار: يُوزن 0.6 غرام من مسحوق سانكسين ويُضاف إليه 50 مل من الميثانول. يُوزن المزيج (W1) ويُترك طوال الليل. ثم يُغلى المحلول الناتج غليانًا خفيفًا في حمام مائي عند 80 درجة مئوية لمدة ساعتين. بعد التبريد، يُوزن المحلول الناتج ويُضاف الميثانول المتبقي إلى كتلة W1 الأولى. ثم يُرج جيدًا ويُرشح. يُترك الراشح لإجراء التحليل.
تم امتصاص محتوى الصابونين بدقة بواسطة 10 ميكرولتر من المحلول القياسي و10 ميكرولتر من الراشح وحقنها في جهاز HPLC (Thermo HPLC-ultimate 3000، Seymour Fisher Technology Co., Ltd.)24.
المنحنى المعياري: لتحديد تركيز Rg1 وRb1 ومحلول R1 القياسي المختلط، تكون ظروف الكروماتوغرافيا كما سبق. احسب المنحنى المعياري باستخدام مساحة الذروة المقاسة على المحور الرأسي (y) وتركيز الصابونين في المحلول القياسي على المحور الأفقي (x). عوض بمساحة الذروة المقاسة للعينة في المنحنى المعياري لحساب تركيز الصابونين.
زن عينة من نبات P. notogensings وزنها 0.1 غرام، وأضف إليها 50 مل من محلول CH3OH بتركيز 70%. عالجها بالموجات فوق الصوتية لمدة ساعتين، ثم افصلها بالطرد المركزي بسرعة 4000 دورة في الدقيقة لمدة 10 دقائق. خذ 1 مل من الراشح وخففه 12 مرة. تم تحديد محتوى الفلافونويدات باستخدام مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-5800، شركة Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd.، الصين) عند طول موجي 249 نانومتر. الكيرسيتين مادة قياسية وفيرة.
تم تنظيم البيانات باستخدام برنامج Excel 2010. وتم تحليل التباين باستخدام برنامج SPSS Statistics 20. تم رسم الصورة باستخدام برنامج Origin Pro 9.1. تشمل الإحصاءات المحسوبة المتوسط ​​± الانحراف المعياري. وتستند دلالات الدلالة الإحصائية إلى مستوى P<0.05.
في حالة الرش الورقي بنفس تركيز حمض الأكساليك، ازداد محتوى الكالسيوم في جذور نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) بشكل ملحوظ مع زيادة كمية الجير المستخدمة (الجدول 2). مقارنةً بعدم استخدام الجير، ازداد محتوى الكالسيوم بنسبة 212% عند استخدام 3750 كجم/م³ من الجير دون رش حمض الأكساليك. عند نفس معدل استخدام الجير، ازداد محتوى الكالسيوم بشكل طفيف مع زيادة تركيز حمض الأكساليك المستخدم في الرش.
تراوح محتوى الكادميوم في الجذور بين 0.22 و0.70 ملغم/كغم. عند نفس تركيز رذاذ حمض الأكساليك، انخفض محتوى الكادميوم بشكل ملحوظ مع زيادة معدل استخدام الجير. بالمقارنة مع المجموعة الضابطة، عند رش الجذور بـ 2250 كغم/م² من الجير و0.1 مول/لتر من حمض الأكساليك، انخفض محتوى الكادميوم بنسبة 68.57%. عند استخدام الجير بدون جير أو بـ 750 كغم/م² من الجير، انخفض محتوى الكادميوم في جذور نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) بشكل ملحوظ مع زيادة تركيز رذاذ حمض الأكساليك. مع استخدام 2250 كغم/م² و3750 كغم/م² من الجير، انخفض محتوى الكادميوم في الجذور أولًا ثم ازداد مع زيادة تركيز حمض الأكساليك. بالإضافة إلى ذلك، أظهر التحليل ثنائي الأبعاد أن محتوى الكالسيوم في جذر نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) تأثر بشكل ملحوظ بالجير (F = 82.84**)، وأن محتوى الكادميوم في جذر نبات الجنسنغ الصيني تأثر بشكل ملحوظ بالجير (F = 74.99**) وحمض الأكساليك (F = 74.99**). (F = 7.72*).
مع زيادة معدل استخدام الجير وتركيز حمض الأكساليك المستخدم في الرش، انخفض محتوى MDA بشكل ملحوظ. لم يُلاحظ فرقٌ يُعتد به إحصائيًا في محتوى MDA بين جذور نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) المعالجة بالجير وبتركيز 3750 كجم/م² من الجير. عند استخدام معدلي 750 كجم/هكتار و2250 كجم/هكتار من الجير، كان محتوى MDA في حمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر، عند الرش، أقل بنسبة 58.38% و40.21% على التوالي من محتواه في حمض الأكساليك غير المرشوش. وكان محتوى MDA (7.57 نانومول/جم) هو الأدنى عند إضافة 750 كجم/هكتار من الجير و0.2 مول/لتر من حمض الأكساليك (الشكل 1).
تأثير رش الأوراق بحمض الأكساليك على محتوى مالونديالدهيد في جذور نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) تحت تأثير الإجهاد الناتج عن الكادميوم [J]. (P<0.05). وينطبق الأمر نفسه على ما يلي.
باستثناء استخدام 3750 كجم/م² من الجير، لم يُلاحظ فرقٌ يُعتدّ به في نشاط إنزيم سوبرأكسيد ديسميوتاز (SOD) في جذور نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng). عند استخدام 0، 750، و2250 كجم/هكتار من الجير، كان نشاط إنزيم SOD عند رش حمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر أعلى بكثير منه في حالة عدم استخدام حمض الأكساليك، حيث زاد بنسبة 177.89%، 61.62%، و45.08% على التوالي. بلغ نشاط إنزيم SOD (598.18 وحدة/جم) في الجذور أعلى مستوياته عند عدم استخدام الجير ورشه بحمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر. عند نفس التركيز، سواءً بدون حمض الأكساليك أو عند رشه بحمض الأكساليك بتركيز 0.1 مول/لتر، ازداد نشاط إنزيم SOD مع زيادة كمية الجير المستخدمة. انخفض نشاط إنزيم SOD بشكل ملحوظ بعد رشه بحمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر (الشكل 2).
تأثير رش الأوراق بحمض الأكساليك على نشاط ديسموتاز الفائق الأكسيد، والبيروكسيداز، والكاتالاز في جذور نبات الجنسنغ تحت إجهاد الكادميوم [J].
على غرار نشاط إنزيم سوبرأكسيد ديسميوتاز (SOD) في الجذور، كان نشاط إنزيم بيروكسيداز (POD) في الجذور (63.33 ميكرومول/غرام) أعلى ما يمكن عند الرش بدون جير وباستخدام حمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر، حيث كان أعلى بنسبة 148.35% من المجموعة الضابطة (25.50 ميكرومول/غرام). ازداد نشاط إنزيم بيروكسيداز (POD) أولًا ثم انخفض مع زيادة تركيز حمض الأكساليك المستخدم في الرش ومعالجة التربة بالجير (3750 كغ/هكتار). بالمقارنة مع المعالجة بحمض الأكساليك بتركيز 0.1 مول/لتر، انخفض نشاط إنزيم بيروكسيداز (POD) بنسبة 36.31% عند المعالجة بحمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر (الشكل 2).
باستثناء رش حمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر وتطبيق 2250 كجم/هكتار أو 3750 كجم/هكتار من الجير، كان نشاط إنزيم الكاتالاز (CAT) أعلى بكثير من المجموعة الضابطة. وقد زاد نشاط إنزيم الكاتالاز في المعالجة بحمض الأكساليك بتركيز 0.1 مول/لتر والمعالجة بالجير بتركيز 0.2250 كجم/هكتار أو 3750 كجم/هكتار بنسبة 276.08% و276.69% و33.05% على التوالي مقارنةً بعدم استخدام حمض الأكساليك. وكان نشاط إنزيم الكاتالاز في الجذور (803.52 ميكرومول/جم) المعالجة بحمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر هو الأعلى. بينما كان نشاط إنزيم الكاتالاز (172.88 ميكرومول/جم) هو الأدنى في المعالجة بـ 3750 كجم/هكتار من الجير وحمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر (الشكل 2).
أظهر التحليل الثنائي أن نشاط إنزيم الكاتالاز (CAT) ومستوى مالونديالدهيد (MDA) في نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) يرتبطان ارتباطًا وثيقًا بكمية حمض الأكساليك أو الجير المستخدم في الرش، وذلك في كلتا المعاملتين (الجدول 3). كما ارتبط نشاط إنزيم سوبرأكسيد ديسميوتاز (SOD) في الجذور ارتباطًا وثيقًا بمعاملة الجير وحمض الأكساليك، أو بتركيز رذاذ حمض الأكساليك. وارتبط نشاط إنزيم بيروكسيداز (POD) في الجذور ارتباطًا وثيقًا بكمية الجير المستخدمة، أو بالتطبيق المتزامن للجير وحمض الأكساليك.
انخفض محتوى السكريات الذائبة في المحاصيل الجذرية مع زيادة معدل استخدام الجير وتركيز رش حمض الأكساليك. لم يُلاحظ فرقٌ يُعتد به إحصائيًا في محتوى السكريات الذائبة في جذور نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) سواءً عند استخدام الجير أو عند استخدامه بمعدل 750 كجم/هكتار/م². عند استخدام 2250 كجم/هكتار من الجير، كان محتوى السكريات الذائبة عند المعالجة بحمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر أعلى بكثير من محتواه عند الرش بحمض غير الأكساليك، حيث زاد بنسبة 22.81%. عند استخدام الجير بمعدل 3750 كجم/هكتار/م²، انخفض محتوى السكريات الذائبة بشكل ملحوظ مع زيادة تركيز رش حمض الأكساليك. كان محتوى السكريات الذائبة في المعالجة بحمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر أقل بنسبة 38.77% من محتواه في المعالجة بدون استخدام حمض الأكساليك. بالإضافة إلى ذلك، كان للمعالجة بالرش بحمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول لتر-1 أقل محتوى من السكر القابل للذوبان بمقدار 205.80 ملغم غ-1 (الشكل 3).
تأثير رش الأوراق بحمض الأكساليك على محتوى السكر الكلي القابل للذوبان والبروتين القابل للذوبان في جذور نبات الجنسنغ تحت إجهاد الكادميوم [J].
انخفض محتوى البروتين الذائب في الجذور مع زيادة معدل استخدام الجير وحمض الأكساليك. في غياب الجير، كان محتوى البروتين الذائب في المعالجة بالرش بحمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر أقل بكثير من المجموعة الضابطة، بنسبة 16.20%. عند استخدام الجير بمعدل 750 كجم/هكتار، لم يُلاحظ فرق يُعتد به إحصائيًا في محتوى البروتين الذائب في جذور نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng). عند استخدام الجير بمعدل 2250 كجم/ساعة/م²، كان محتوى البروتين الذائب في المعالجة بالرش بحمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر أعلى بكثير من المعالجة بدون حمض الأكساليك (35.11%). عند استخدام الجير بمعدل 3750 كجم/ساعة/م²، انخفض محتوى البروتين الذائب بشكل ملحوظ مع زيادة تركيز حمض الأكساليك المستخدم في الرش، وكان محتوى البروتين الذائب (269.84 ميكروجرام/جرام) هو الأدنى عند المعالجة بتركيز 0.2 مول/لتر. 1 رش بحمض الأكساليك (الشكل 3).
لم يُلاحظ فرقٌ يُعتدّ به في محتوى الأحماض الأمينية الحرة في جذور نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) في غياب الجير. مع زيادة تركيز رش حمض الأكساليك ومعدل استخدام الجير 750 كجم/هكتار، انخفض محتوى الأحماض الأمينية الحرة أولًا ثم ارتفع. أدى استخدام 2250 كجم/هكتار من الجير و0.2 مول/لتر من حمض الأكساليك إلى زيادة ملحوظة في محتوى الأحماض الأمينية الحرة بنسبة 33.58% مقارنةً بعدم استخدام حمض الأكساليك. مع زيادة تركيز رش حمض الأكساليك وإضافة 3750 كجم/هكتار من الجير، انخفض محتوى الأحماض الأمينية الحرة انخفاضًا ملحوظًا. كان محتوى الأحماض الأمينية الحرة في حالة الرش بحمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر أقل بنسبة 49.76% من الحالة التي لم يُستخدم فيها حمض الأكساليك. بلغ محتوى الأحماض الأمينية الحرة أعلى مستوى له عند المعالجة بدون استخدام حمض الأكساليك، حيث وصل إلى 2.09 ملغم/غ. بينما كان محتوى الأحماض الأمينية الحرة (1.05 ملغم/غ) في أدنى مستوى له عند الرش بحمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر (الشكل 4).
تأثير رش الأوراق بحمض الأكساليك على محتوى الأحماض الأمينية الحرة والبرولين في جذور نبات الجنسنغ الصيني في ظل ظروف الإجهاد الكادميوم [J].
انخفض محتوى البرولين في الجذور مع زيادة معدل استخدام الجير وحمض الأكساليك. لم يُلاحظ فرقٌ يُعتدّ به إحصائيًا في محتوى البرولين في نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) في غياب الجير. مع زيادة تركيز رش حمض الأكساليك ومعدلات استخدام الجير إلى 750 و2250 كجم/هكتار، انخفض محتوى البرولين أولًا ثم ارتفع. كان محتوى البرولين في المعالجة برش حمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر أعلى بكثير من محتواه في المعالجة برش حمض الأكساليك بتركيز 0.1 مول/لتر، حيث زاد بنسبة 19.52% و44.33% على التوالي. عند استخدام 3750 كجم/هكتار من الجير، انخفض محتوى البرولين بشكل ملحوظ مع زيادة تركيز رش حمض الأكساليك. كان محتوى البرولين بعد الرش بحمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر أقل بنسبة 54.68% مقارنةً بعدم استخدام حمض الأكساليك. كان محتوى البرولين هو الأدنى وبلغ 11.37 ميكروغرام/غرام عند المعالجة بحمض الأكساليك 0.2 مول/لتر (الشكل 4).
كان محتوى الصابونين الكلي في نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) كالتالي: Rg1>Rb1>R1. لم يكن هناك فرق معنوي في محتوى الصابونين الثلاثة مع زيادة تركيز رذاذ حمض الأكساليك وعدم استخدام الجير (الجدول 4).
كان محتوى R1 عند رش حمض الأكساليك بتركيز 0.2 مول/لتر أقل بكثير من محتواه عند عدم رش حمض الأكساليك واستخدام الجير بمعدل 750 أو 3750 كجم/هكتار/م². عند تركيز رش حمض الأكساليك 0 أو 0.1 مول/لتر، لم يُلاحظ فرقٌ يُعتد به إحصائيًا في محتوى R1 مع زيادة معدل استخدام الجير. عند تركيز رش حمض الأكساليك 0.2 مول/لتر، كان محتوى R1 عند استخدام 3750 كجم/هكتار/م² من الجير أقل بكثير من محتواه عند عدم استخدام الجير (43.84%) (الجدول 4).
ازداد محتوى Rg1 أولًا ثم انخفض مع زيادة تركيز رش حمض الأكساليك ومعدل استخدام الجير 750 كجم/ساعة/م². عند معدل استخدام الجير 2250 أو 3750 كجم/ساعة/م²، انخفض محتوى Rg1 مع زيادة تركيز رش حمض الأكساليك. عند نفس تركيز رش حمض الأكساليك، ازداد محتوى Rg1 أولًا ثم انخفض مع زيادة معدل استخدام الجير. بالمقارنة مع المجموعة الضابطة، باستثناء ثلاثة تراكيز رش لحمض الأكساليك ومعدل 750 كجم/ساعة/م²، كان محتوى Rg1 أعلى من المجموعة الضابطة، بينما كان محتوى Rg1 في جذور المعاملات الأخرى أقل من المجموعة الضابطة. بلغ محتوى Rg1 أعلى مستوى له عند الرش بـ 750 كجم/م² من الجير و0.1 مول/لتر من حمض الأكساليك، حيث كان أعلى بنسبة 11.54% من المجموعة الضابطة (الجدول 4).
ازداد محتوى Rb1 أولًا ثم انخفض مع زيادة تركيز رش حمض الأكساليك ومعدل استخدام الجير البالغ 2250 كجم/هكتار. بعد رش حمض الأكساليك بتركيز 0.1 مول/لتر، بلغ محتوى Rb1 ذروته عند 3.46%، أي بزيادة قدرها 74.75% مقارنةً بالحالة التي لم يُرش فيها حمض الأكساليك. مع معالجات الجير الأخرى، لم يُلاحظ فرقٌ يُعتد به إحصائيًا بين تراكيز رش حمض الأكساليك المختلفة. عند الرش بتركيزي 0.1 و0.2 مول/لتر من حمض الأكساليك، انخفض محتوى Rb1 أولًا، ثم انخفض مع زيادة كمية الجير المُضافة (الجدول 4).
عند نفس تركيز حمض الأكساليك المرشوش، ازداد محتوى الفلافونويدات أولًا ثم انخفض مع زيادة معدل رش الجير. لم يُلاحظ فرقٌ يُعتد به إحصائيًا في محتوى الفلافونويدات عند عدم رش الجير أو عند رش 3750 كجم/هكتار من الجير مع تراكيز مختلفة من حمض الأكساليك. عند رش الجير بمعدل 750 و2250 كجم/ساعة/م²، ازداد محتوى الفلافونويدات أولًا ثم انخفض مع زيادة تركيز حمض الأكساليك المرشوش. عند معالجة التربة بمعدل رش 750 كجم/هكتار ورشها بحمض الأكساليك بتركيز 0.1 مول/لتر، بلغ محتوى الفلافونويدات أعلى مستوى له، حيث وصل إلى 4.38 ملجم/جم، أي بزيادة قدرها 18.38% مقارنةً بالجير عند نفس معدل الرش دون رش حمض الأكساليك. ازداد محتوى الفلافونويدات أثناء الرش بحمض الأكساليك 0.1 مول لتر-1 بنسبة 21.74% مقارنة بالمعالجة بدون رش بحمض الأكساليك ومعالجة الجير بـ 2250 كجم/هكتار-2 (الشكل 5).
تأثير رش الأكسالات على محتوى الفلافونويد في جذور نبات الجنسنغ تحت تأثير الإجهاد الناتج عن الكادميوم [J].
أظهر التحليل الثنائي أن محتوى السكريات الذائبة في نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) يرتبط ارتباطًا وثيقًا بكمية الجير المستخدم وتركيز حمض الأكساليك المرشوش. كما يرتبط محتوى البروتين الذائب في المحاصيل الجذرية ارتباطًا وثيقًا بمعدل استخدام الجير، سواءً الجير أو حمض الأكساليك. ويرتبط محتوى الأحماض الأمينية الحرة والبرولين في الجذور ارتباطًا وثيقًا بمعدل استخدام الجير، وتركيز حمض الأكساليك المرشوش، والجير وحمض الأكساليك معًا (الجدول 5).
ارتبط محتوى المركب R1 في جذور نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) ارتباطًا وثيقًا بتركيز حمض الأكساليك المستخدم في الرش، وكمية الجير المستخدم، ومزيج الجير وحمض الأكساليك. كما ارتبط محتوى الفلافونويد ارتباطًا وثيقًا بتركيز حمض الأكساليك المستخدم في الرش وكمية الجير المستخدم.
استُخدمت العديد من المُحسّنات لتقليل الكادميوم في النباتات عن طريق تثبيته في التربة، مثل الجير وحمض الأكساليك.³⁰ يُستخدم الجير على نطاق واسع كمُضاف للتربة لتقليل محتوى الكادميوم في المحاصيل.³¹ أفاد ليانغ وآخرون³² بإمكانية استخدام حمض الأكساليك أيضًا لاستصلاح التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة. بعد تطبيق تراكيز مختلفة من حمض الأكساليك على التربة الملوثة، زادت المادة العضوية في التربة، وانخفضت سعة التبادل الكاتيوني، وارتفعت قيمة الرقم الهيدروجيني.³³ يتفاعل حمض الأكساليك أيضًا مع أيونات المعادن في التربة. تحت تأثير إجهاد الكادميوم، ازداد محتوى الكادميوم في نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng) بشكل ملحوظ مقارنةً بالعينة الضابطة. ومع ذلك، انخفض هذا المحتوى بشكل ملحوظ عند استخدام الجير. في هذه الدراسة، عند استخدام 750 كجم/هكتار من الجير، بلغ محتوى الكادميوم في الجذور المعيار الوطني (الحد الأقصى للكادميوم: ≤ 0.5 ملجم/كجم، AQSIQ، GB/T 19086-200834)، وكان تأثير استخدام 2250 كجم/هكتار من الجير هو الأفضل. أدى استخدام الجير إلى خلق عدد كبير من مواقع التنافس بين أيونات الكالسيوم (Ca2+) والكادميوم (Cd2+) في التربة، ويمكن أن تقلل إضافة حمض الأكساليك من محتوى الكادميوم في جذور نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng). ومع ذلك، انخفض محتوى الكادميوم في جذور الجنسنغ الصيني بشكل ملحوظ عند استخدام مزيج من الجير وحمض الأكساليك، ليصل إلى المعيار الوطني. يُمتص الكالسيوم (Ca2+) الموجود في التربة على سطح الجذور أثناء التدفق الكتلي، ويمكن لخلايا الجذور امتصاصه عبر قنوات الكالسيوم (Ca2+-channels) ومضخات الكالسيوم (Ca2+-AT-Pase) ومضادات نقل الكالسيوم/الهيدروجين (Ca2+/H+)، ثم يُنقل أفقيًا إلى نسيج الخشب في الجذور. وقد وُجد ارتباط سلبي معنوي بين محتوى الكالسيوم في الجذور ومحتوى الكادميوم (P<0.05). انخفض محتوى الكادميوم مع زيادة محتوى الكالسيوم، وهو ما يتوافق مع الرأي القائل بالتضاد بين الكالسيوم والكادميوم. وأظهر تحليل التباين أن كمية الجير تؤثر بشكل معنوي على محتوى الكالسيوم في جذور نبات الجنسنغ الصيني (Panax notoginseng). وقد أفاد بونغراك وآخرون (35) أن الكادميوم يرتبط بالأكسالات في بلورات أكسالات الكالسيوم ويتنافس مع الكالسيوم. ومع ذلك، لم يكن تنظيم الكالسيوم بواسطة الأكسالات معنويًا. أظهر هذا أن ترسيب أكسالات الكالسيوم المتكونة من حمض الأكساليك و Ca2+ لم يكن ترسيبًا بسيطًا، ويمكن التحكم في عملية الترسيب المشترك من خلال مسارات أيضية مختلفة.