Terima kasih telah mengunjungi Nature.com. Anda menggunakan versi peramban dengan dukungan CSS terbatas. Untuk pengalaman terbaik, kami sarankan Anda menggunakan peramban yang diperbarui (atau menonaktifkan Mode Kompatibilitas di Internet Explorer). Selain itu, untuk memastikan dukungan berkelanjutan, kami menampilkan situs tanpa gaya dan JavaScript.
Slider yang menampilkan tiga artikel per slide. Gunakan tombol kembali dan selanjutnya untuk berpindah antar slide, atau tombol pengontrol slide di bagian akhir untuk berpindah antar setiap slide.
Polusi kadmium (Cd) merupakan ancaman bagi budidaya tanaman obat Panax notoginseng di Provinsi Yunnan. Dalam kondisi stres Cd eksogen, sebuah percobaan lapangan dilakukan untuk memahami pengaruh aplikasi kapur (0,750, 2250 dan 3750 kg bm-2) dan penyemprotan asam oksalat (0, 0,1 dan 0,2 mol l-1) terhadap akumulasi Cd dan aksi antioksidan pada komponen sistemik dan obat yang mempengaruhi Panax notoginseng. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kapur tohor dan penyemprotan daun dengan asam oksalat dapat meningkatkan kadar Ca2+ pada Panax notoginseng di bawah stres Cd dan mengurangi toksisitas Cd2+. Penambahan kapur dan asam oksalat meningkatkan aktivitas enzim antioksidan dan mengubah metabolisme osmoregulator. Aktivitas CAT meningkat paling signifikan, meningkat 2,77 kali. Aktivitas SOD tertinggi meningkat 1,78 kali ketika diberi perlakuan asam oksalat. Kandungan MDA menurun sebesar 58,38%. Terdapat korelasi yang sangat signifikan dengan gula larut, asam amino bebas, prolin, dan protein larut. Kapur dan asam oksalat dapat meningkatkan ion kalsium (Ca2+), menurunkan Cd, meningkatkan toleransi stres pada Panax notoginseng, dan meningkatkan produksi total saponin dan flavonoid. Kandungan Cd adalah yang terendah, 68,57% lebih rendah daripada kontrol, yang sesuai dengan nilai standar (Cd≤0,5 mg/kg, GB/T 19086-2008). Proporsi SPN adalah 7,73%, yang mencapai tingkat tertinggi dari setiap perlakuan, dan kandungan flavonoid meningkat secara signifikan sebesar 21,74%, mencapai nilai standar obat dan hasil terbaik.
Kadmium (Cd), sebagai kontaminan umum dalam tanah pertanian, mudah bermigrasi dan memiliki toksisitas biologis yang signifikan¹. El Shafei dkk.² melaporkan bahwa toksisitas Cd memengaruhi kualitas dan produktivitas tanaman yang digunakan. Dalam beberapa tahun terakhir, fenomena kelebihan kadmium dalam tanah lahan pertanian di Tiongkok barat daya menjadi sangat serius. Provinsi Yunnan adalah Kerajaan Keanekaragaman Hayati Tiongkok, di mana spesies tanaman obat menempati peringkat pertama di negara ini. Namun, kekayaan sumber daya mineral Provinsi Yunnan secara tak terhindarkan menyebabkan kontaminasi logam berat pada tanah selama proses penambangan, yang memengaruhi produksi tanaman obat lokal.
Panax notoginseng (Burkill) Chen3 adalah tanaman obat herbal abadi yang sangat berharga yang termasuk dalam genus Araliaceae Panax ginseng. Akar Panax notoginseng meningkatkan sirkulasi darah, menghilangkan stasis darah, dan meredakan nyeri. Lokasi produksi utama adalah Prefektur Wenshan, Provinsi Yunnan 5. Kontaminasi Cd ditemukan pada lebih dari 75% area tanah di daerah penanaman Panax notoginseng dan melebihi 81-100% di berbagai lokasi6. Efek toksik Cd juga sangat mengurangi produksi komponen obat Panax notoginseng, terutama saponin dan flavonoid. Saponin adalah kelas aglikon, di antaranya aglikon adalah triterpenoid atau spirosteran, yang merupakan bahan aktif utama dari banyak obat herbal Tiongkok dan mengandung saponin. Beberapa saponin juga memiliki aktivitas biologis yang berharga seperti aktivitas antibakteri, antipiretik, sedatif, dan aktivitas antikanker7. Flavonoid umumnya merujuk pada serangkaian senyawa di mana dua cincin benzena dengan gugus hidroksil fenolik dihubungkan melalui tiga atom karbon pusat, dan inti utamanya adalah 2-fenilkromanon 8. Senyawa ini merupakan antioksidan kuat yang dapat secara efektif menghilangkan radikal bebas oksigen pada tumbuhan, menghambat eksudasi enzim biologis inflamasi, mempercepat penyembuhan luka dan meredakan nyeri, serta menurunkan kadar kolesterol. Flavonoid merupakan salah satu bahan aktif utama dari Panax Ginseng. Penyelesaian masalah kontaminasi tanah dengan kadmium di daerah produksi Panax notoginseng merupakan syarat mutlak untuk memastikan produksi komponen obat utamanya.
Kapur merupakan salah satu pasivator umum untuk memperbaiki kontaminasi kadmium dalam tanah secara in situ. Kapur mempengaruhi adsorpsi dan deposisi Cd dalam tanah dan mengurangi aktivitas biologis Cd dalam tanah dengan meningkatkan pH dan mengubah kapasitas pertukaran kation (CEC) tanah, saturasi garam tanah (BS), dan efisiensi potensial redoks tanah (Eh)3,11. Selain itu, kapur menyediakan sejumlah besar Ca2+, yang membentuk antagonisme ionik dengan Cd2+, bersaing untuk situs adsorpsi akar, mencegah transportasi Cd ke pucuk, dan memiliki toksisitas biologis yang rendah. Dengan penambahan 50 mmol l-1 Ca di bawah tekanan Cd, transportasi Cd di daun wijen terhambat dan akumulasi Cd berkurang hingga 80%. Banyak penelitian terkait telah dilaporkan pada padi (Oryza sativa L.) dan tanaman lainnya12,13.
Penyemprotan daun tanaman untuk mengendalikan akumulasi logam berat merupakan metode baru dalam menangani logam berat dalam beberapa tahun terakhir. Prinsipnya terutama berkaitan dengan reaksi khelasi dalam sel tanaman, yang menyebabkan logam berat mengendap pada dinding sel dan menghambat penyerapan logam berat oleh tanaman14,15. Sebagai agen khelasi asam dikarboksilat yang stabil, asam oksalat dapat secara langsung mengkhelasi ion logam berat dalam tanaman, sehingga mengurangi toksisitas. Studi menunjukkan bahwa asam oksalat dalam kedelai dapat mengkhelasi Cd2+ dan melepaskan kristal yang mengandung Cd melalui sel apikal trikoma, mengurangi kadar Cd2+ dalam tubuh16. Asam oksalat dapat mengatur pH tanah, meningkatkan aktivitas superoksida dismutase (SOD), peroksidase (POD), dan katalase (CAT), serta mengatur infiltrasi gula larut, protein larut, asam amino bebas, dan prolin. Modulator metabolisme 17,18. Zat asam dan kelebihan Ca2+ dalam tanaman oksalat membentuk endapan kalsium oksalat di bawah pengaruh protein germ. Pengaturan konsentrasi Ca2+ dalam tanaman dapat secara efektif mengatur asam oksalat dan Ca2+ terlarut dalam tanaman dan menghindari akumulasi asam oksalat dan Ca2+ yang berlebihan19,20.
Jumlah kapur yang diaplikasikan merupakan salah satu faktor kunci yang mempengaruhi efek restorasi. Telah diketahui bahwa konsumsi kapur berkisar antara 750 hingga 6000 kg·h·m−2. Untuk tanah asam dengan pH 5,0-5,5, efek aplikasi kapur pada dosis 3000-6000 kg·h·m-2 secara signifikan lebih tinggi daripada pada dosis 750 kg·h·m-221. Namun, aplikasi kapur yang berlebihan akan menyebabkan beberapa efek negatif pada tanah, seperti perubahan besar pada pH tanah dan pemadatan tanah22. Oleh karena itu, kami menetapkan tingkat perlakuan CaO sebagai 0, 750, 2250 dan 3750 kg·h·m−2. Ketika asam oksalat diaplikasikan pada Arabidopsis, Ca2+ ditemukan berkurang secara signifikan pada 10 mM L-1, dan famili gen CRT yang mempengaruhi pensinyalan Ca2+ sangat responsif20. Akumulasi beberapa penelitian sebelumnya memungkinkan kami untuk menentukan konsentrasi percobaan ini dan melanjutkan studi interaksi aditif eksogen pada Ca2+ dan Cd2+23,24,25. Dengan demikian, penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki mekanisme pengaturan efek aplikasi kapur topikal dan penyemprotan asam oksalat pada kandungan Cd dan toleransi stres Panax notoginseng di tanah yang terkontaminasi Cd, dan untuk lebih mengeksplorasi cara dan sarana terbaik untuk menjamin kualitas obat Panax notoginseng. Hal ini memberikan informasi berharga untuk memandu perluasan budidaya herba di tanah yang terkontaminasi kadmium dan penyediaan produksi berkualitas tinggi dan berkelanjutan untuk memenuhi permintaan pasar akan obat-obatan.
Dengan menggunakan varietas lokal notoginseng Wenshan sebagai bahan, percobaan lapangan dilakukan di Lannizhai (24°11′N, 104°3′E, ketinggian 1446m), Kabupaten Qiubei, Prefektur Wenshan, Provinsi Yunnan. Suhu rata-rata tahunan adalah 17°C dan curah hujan rata-rata tahunan adalah 1250 mm. Nilai latar belakang tanah yang diteliti: TN 0,57 g kg-1, TP 1,64 g kg-1, TC 16,31 g kg-1, RH 31,86 g kg-1, N terhidrolisis alkali 88,82 mg kg-1, P efektif 18,55 mg kg-1, K tersedia 100,37 mg kg-1, Cd total 0,3 mg kg-1 dan pH 5,4.
Pada tanggal 10 Desember 2017, 6 mg/kg Cd2+ (CdCl2 2.5H2O) dan kapur (0,750, 2250 dan 3750 kg h m-2) diaplikasikan dan dicampur dengan lapisan tanah atas 0–10 cm di setiap petak. Setiap perlakuan diulang 3 kali. Petak percobaan ditempatkan secara acak, dengan luas setiap petak 3 m2. Bibit Panax notoginseng berumur satu tahun dipindahkan setelah 15 hari penanaman di tanah. Saat menggunakan jaring peneduh, intensitas cahaya Panax notoginseng di bawah naungan sekitar 18% dari intensitas cahaya alami normal. Tanaman ditanam sesuai dengan metode penanaman tradisional setempat. Pada tahap kematangan Panax notoginseng tahun 2019, asam oksalat akan disemprotkan sebagai natrium oksalat. Konsentrasi asam oksalat masing-masing adalah 0, 0,1 dan 0,2 mol l-1, dan pH disesuaikan menjadi 5,16 dengan NaOH untuk meniru pH rata-rata filtrat sisa tanaman. Semprotkan permukaan atas dan bawah daun sekali seminggu pada pukul 8 pagi. Setelah penyemprotan 4 kali, tanaman Panax notoginseng berumur 3 tahun dipanen pada minggu ke-5.
Pada bulan November 2019, tanaman Panax notoginseng berumur tiga tahun yang diberi perlakuan asam oksalat dikumpulkan di lapangan. Beberapa sampel tanaman Panax notoginseng berumur 3 tahun yang akan diuji metabolisme fisiologis dan aktivitas enzimatiknya ditempatkan dalam tabung pembeku, dibekukan dengan cepat dalam nitrogen cair, dan kemudian dipindahkan ke lemari pendingin pada suhu -80°C. Bagian dari tahap dewasa harus ditentukan dalam sampel akar untuk kandungan Cd dan kandungan bahan aktif. Setelah dicuci dengan air keran, dikeringkan pada suhu 105°C selama 30 menit, disimpan pada suhu 75°C dan digiling dalam mortar.
Timbang 0,2 g sampel tanaman kering ke dalam labu Erlenmeyer, tambahkan 8 ml HNO3 dan 2 ml HClO4, lalu tutup semalaman. Keesokan harinya, corong dengan leher melengkung ditempatkan di dalam labu segitiga untuk dekomposisi elektrotermal hingga muncul asap putih dan larutan dekomposisi menjadi jernih. Setelah didinginkan hingga suhu kamar, campuran dipindahkan ke dalam labu volumetrik 10 ml. Kandungan Cd ditentukan menggunakan spektrometer serapan atom (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA). (GB/T 23739-2009).
Timbang 0,2 g sampel tanaman kering ke dalam botol plastik 50 ml, tambahkan 10 ml HCl 1 mol l-1, tutup dan kocok selama 15 jam, lalu saring. Dengan menggunakan pipet, ambil filtrat secukupnya untuk pengenceran yang sesuai dan tambahkan larutan SrCl2 untuk menaikkan konsentrasi Sr2+ menjadi 1 g L–1. Kandungan Ca ditentukan menggunakan spektrometer serapan atom (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA).
Metode kit referensi malondialdehyde (MDA), superoksida dismutase (SOD), peroksidase (POD), dan katalase (CAT) (DNM-9602, Beijing Pulang New Technology Co., Ltd., nomor registrasi produk), menggunakan kit pengukuran yang sesuai No.: Jingyaodianji (kuasi) kata 2013 No. 2400147).
Timbang 0,05 g sampel Panax notoginseng dan tambahkan reagen antraon-asam sulfat di sepanjang sisi tabung. Kocok tabung selama 2-3 detik untuk mencampur cairan secara merata. Letakkan tabung di rak tabung reaksi selama 15 menit. Kandungan gula larut ditentukan menggunakan spektrofotometri UV-visibel (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) pada panjang gelombang 620 nm.
Timbang 0,5 g sampel segar Panax notoginseng, haluskan hingga homogen dengan 5 ml air suling, dan sentrifugasi pada 10.000 g selama 10 menit. Encerkan supernatan hingga volume tetap. Metode Coomassie Brilliant Blue digunakan. Kandungan protein larut ditentukan menggunakan spektrofotometri pada daerah ultraviolet dan tampak dari spektrum (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) pada panjang gelombang 595 nm dan dihitung dari kurva standar albumin serum sapi.
Timbang 0,5 g sampel segar, tambahkan 5 ml asam asetat 10% untuk digiling dan dihomogenkan, saring dan encerkan hingga volume konstan. Metode kromogenik menggunakan larutan ninhidrin. Kandungan asam amino bebas ditentukan dengan spektrofotometri ultraviolet-visible (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) pada panjang gelombang 570 nm dan dihitung dari kurva standar leusin.
Timbang 0,5 g sampel segar, tambahkan 5 ml larutan asam sulfosalicylic 3%, panaskan dalam penangas air dan kocok selama 10 menit. Setelah dingin, larutan disaring dan diencerkan hingga volume konstan. Metode kromatografi ninhidrin asam digunakan. Kandungan prolin ditentukan dengan spektrofotometri UV-visibel (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) pada panjang gelombang 520 nm dan dihitung dari kurva standar prolin.
Kandungan saponin ditentukan dengan kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC) sesuai dengan Farmakope Republik Rakyat Tiongkok (edisi 2015). Prinsip dasar HPLC adalah menggunakan cairan bertekanan tinggi sebagai fase gerak dan menerapkan teknologi pemisahan yang sangat efisien pada kolom fase diam untuk partikel ultrahalus. Keterampilan pengoperasiannya adalah sebagai berikut:
Kondisi HPLC dan uji kesesuaian sistem (Tabel 1): Elusi gradien dilakukan sesuai dengan tabel berikut, menggunakan silika gel yang terikat dengan oktadesilsilana sebagai pengisi, asetonitril sebagai fase gerak A, air sebagai fase gerak B, dan panjang gelombang deteksi adalah 203 nm. Jumlah cup teoritis yang dihitung dari puncak R1 saponin Panax notoginseng harus minimal 4000.
Persiapan larutan referensi: Timbang secara akurat ginsenosida Rg1, ginsenosida Rb1, dan notoginsenosida R1, tambahkan metanol untuk mendapatkan larutan campuran dengan konsentrasi 0,4 mg ginsenosida Rg1, 0,4 mg ginsenosida Rb1, dan 0,1 mg notoginsenosida R1 per ml.
Persiapan larutan uji: Timbang 0,6 g bubuk Sanxin dan tambahkan 50 ml metanol. Campuran ditimbang (W1) dan didiamkan semalaman. Larutan campuran kemudian direbus perlahan dalam penangas air pada suhu 80°C selama 2 jam. Setelah dingin, timbang larutan campuran dan tambahkan metanol yang dihasilkan ke massa W1 pertama. Kemudian kocok hingga rata dan saring. Filtrat didiamkan untuk penentuan.
Kandungan saponin diserap secara akurat oleh 10 µl larutan standar dan 10 µl filtrat dan diinjeksikan ke dalam HPLC (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.)24.
Kurva standar: penentuan larutan standar campuran Rg1, Rb1, R1, kondisi kromatografi sama seperti di atas. Hitung kurva standar dengan luas puncak terukur pada sumbu y dan konsentrasi saponin dalam larutan standar pada sumbu absis. Masukkan luas puncak terukur sampel ke dalam kurva standar untuk menghitung konsentrasi saponin.
Timbang sampel P. notogensings sebanyak 0,1 g dan tambahkan 50 ml larutan CH3OH 70%. Sonikasi selama 2 jam, kemudian sentrifugasi pada 4000 rpm selama 10 menit. Ambil 1 ml supernatan dan encerkan 12 kali. Kandungan flavonoid ditentukan dengan spektrofotometri ultraviolet-visible (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) pada panjang gelombang 249 nm. Quercetin adalah zat standar yang melimpah8.
Data diolah menggunakan perangkat lunak Excel 2010. Analisis varians data dievaluasi menggunakan perangkat lunak SPSS Statistics 20. Gambar dibuat menggunakan Origin Pro 9.1. Statistik yang dihitung meliputi rata-rata ± standar deviasi. Pernyataan signifikansi statistik didasarkan pada P<0,05.
Dalam kasus penyemprotan daun dengan konsentrasi asam oksalat yang sama, kandungan Ca dalam akar Panax notoginseng meningkat secara signifikan dengan peningkatan aplikasi kapur (Tabel 2). Dibandingkan dengan tanpa aplikasi kapur, kandungan Ca meningkat sebesar 212% pada 3750 kg ppm kapur tanpa penyemprotan asam oksalat. Pada tingkat aplikasi kapur yang sama, kandungan kalsium sedikit meningkat dengan peningkatan konsentrasi asam oksalat yang disemprotkan.
Kandungan Cd dalam akar bervariasi dari 0,22 hingga 0,70 mg/kg. Pada konsentrasi semprot asam oksalat yang sama, kandungan Cd sebesar 2250 kg hm-2 menurun secara signifikan dengan meningkatnya laju aplikasi kapur. Dibandingkan dengan kontrol, ketika akar disemprot dengan 2250 kg gm-2 kapur dan 0,1 mol l-1 asam oksalat, kandungan Cd menurun sebesar 68,57%. Ketika diaplikasikan tanpa kapur dan dengan 750 kg hm-2 kapur, kandungan Cd dalam akar Panax notoginseng menurun secara signifikan dengan meningkatnya konsentrasi semprot asam oksalat. Dengan penambahan 2250 kg gm-2 kapur dan 3750 kg gm-2 kapur, kandungan Cd dalam akar awalnya menurun dan kemudian meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi asam oksalat. Selain itu, analisis 2D menunjukkan bahwa kandungan Ca dalam akar Panax notoginseng dipengaruhi secara signifikan oleh kapur (F = 82,84**), kandungan Cd dalam akar Panax notoginseng dipengaruhi secara signifikan oleh kapur (F = 74,99**) dan asam oksalat (F = 74,99**, F = 7,72*).
Dengan peningkatan laju aplikasi kapur dan konsentrasi penyemprotan asam oksalat, kandungan MDA menurun secara signifikan. Tidak ditemukan perbedaan signifikan pada kandungan MDA antara akar Panax notoginseng yang diberi kapur dan kapur 3750 kg g/m2. Pada laju aplikasi kapur 750 kg hm-2 dan 2250 kg hm-2, kandungan MDA dalam asam oksalat 0,2 mol l-1 saat disemprotkan masing-masing 58,38% dan 40,21% lebih rendah daripada dalam asam oksalat yang tidak disemprotkan. Kandungan MDA (7,57 nmol g-1) paling rendah ketika ditambahkan 750 kg hm-2 kapur dan asam oksalat 0,2 mol l-1 (Gambar 1).
Pengaruh penyemprotan daun dengan asam oksalat terhadap kandungan malondialdehida pada akar Panax notoginseng di bawah tekanan kadmium [J]. P<0,05). Sama seperti di bawah ini.
Kecuali pada aplikasi kapur sebanyak 3750 kg h m-2, tidak ada perbedaan signifikan yang diamati pada aktivitas SOD sistem akar Panax notoginseng. Saat menggunakan kapur 0, 750, dan 2250 kg hm-2, aktivitas SOD saat penyemprotan asam oksalat 0,2 mol l-1 secara signifikan lebih tinggi dibandingkan tanpa perlakuan asam oksalat, yang meningkat masing-masing sebesar 177,89%, 61,62%, dan 45,08%. Aktivitas SOD (598,18 unit g-1) pada akar tertinggi terjadi ketika tanpa perlakuan kapur dan disemprot dengan asam oksalat 0,2 mol l-1. Pada konsentrasi yang sama tanpa asam oksalat atau disemprot dengan asam oksalat 0,1 mol l-1, aktivitas SOD meningkat seiring dengan peningkatan jumlah aplikasi kapur. Aktivitas SOD menurun secara signifikan setelah penyemprotan dengan asam oksalat 0,2 mol L–1 (Gambar 2).
Pengaruh penyemprotan daun dengan asam oksalat terhadap aktivitas superoksida dismutase, peroksidase, dan katalase pada akar Panax notoginseng di bawah tekanan kadmium [J].
Mirip dengan aktivitas SOD di akar, aktivitas POD di akar (63,33 µmol g-1) tertinggi terjadi ketika disemprot tanpa kapur dan asam oksalat 0,2 mol L-1, yang 148,35% lebih tinggi daripada kontrol (25,50 µmol g-1). Aktivitas POD awalnya meningkat dan kemudian menurun dengan meningkatnya konsentrasi semprotan asam oksalat dan perlakuan kapur 3750 kg hm −2. Dibandingkan dengan perlakuan dengan asam oksalat 0,1 mol l-1, aktivitas POD menurun sebesar 36,31% ketika diberi perlakuan dengan asam oksalat 0,2 mol l-1 (Gambar 2).
Kecuali penyemprotan asam oksalat 0,2 mol l-1 dan pemberian kapur 2250 kg hm-2 atau 3750 kg hm-2, aktivitas CAT secara signifikan lebih tinggi daripada kontrol. Aktivitas CAT pada perlakuan dengan asam oksalat 0,1 mol l-1 dan perlakuan dengan kapur 0,2250 kg h m-2 atau 3750 kg h m-2 meningkat masing-masing sebesar 276,08%, 276,69%, dan 33,05% dibandingkan dengan perlakuan tanpa asam oksalat. Aktivitas CAT akar (803,52 µmol g-1) yang diberi perlakuan asam oksalat 0,2 mol l-1 adalah yang tertinggi. Aktivitas CAT (172,88 µmol g-1) adalah yang terendah pada perlakuan kapur 3750 kg hm-2 dan asam oksalat 0,2 mol l-1 (Gambar 2).
Analisis bivariat menunjukkan bahwa aktivitas CAT dan MDA Panax notoginseng berkorelasi signifikan dengan jumlah penyemprotan asam oksalat atau kapur dan kedua perlakuan tersebut (Tabel 3). Aktivitas SOD di akar sangat berkorelasi dengan perlakuan kapur dan asam oksalat atau konsentrasi semprotan asam oksalat. Aktivitas POD akar berkorelasi signifikan dengan jumlah kapur yang diaplikasikan atau dengan aplikasi kapur dan asam oksalat secara bersamaan.
Kandungan gula larut dalam tanaman umbi menurun seiring dengan peningkatan laju aplikasi kapur dan konsentrasi penyemprotan asam oksalat. Tidak ada perbedaan signifikan dalam kandungan gula larut pada akar Panax notoginseng tanpa aplikasi kapur dan dengan aplikasi kapur sebanyak 750 kg·h·m−2. Saat mengaplikasikan kapur sebanyak 2250 kg hm-2, kandungan gula larut yang diberi perlakuan asam oksalat 0,2 mol l-1 secara signifikan lebih tinggi dibandingkan dengan penyemprotan tanpa asam oksalat, yaitu meningkat sebesar 22,81%. Saat mengaplikasikan kapur sebanyak 3750 kg·h·m-2, kandungan gula larut menurun secara signifikan seiring dengan peningkatan konsentrasi penyemprotan asam oksalat. Kandungan gula larut pada perlakuan penyemprotan asam oksalat 0,2 mol L-1 38,77% lebih rendah dibandingkan dengan perlakuan tanpa asam oksalat. Selain itu, perlakuan penyemprotan dengan asam oksalat 0,2 mol l-1 memiliki kandungan gula larut terendah yaitu 205,80 mg g-1 (Gambar 3).
Pengaruh penyemprotan daun dengan asam oksalat terhadap kandungan total gula larut dan protein larut dalam akar Panax notoginseng di bawah tekanan kadmium [J].
Kandungan protein larut dalam akar menurun seiring dengan peningkatan laju aplikasi kapur dan asam oksalat. Tanpa kapur, kandungan protein larut pada perlakuan penyemprotan dengan asam oksalat 0,2 mol l-1 secara signifikan lebih rendah daripada kontrol, yaitu sebesar 16,20%. Saat mengaplikasikan kapur 750 kg hm-2, tidak ada perbedaan signifikan dalam kandungan protein larut dalam akar Panax notoginseng yang diamati. Pada laju aplikasi kapur 2250 kg h m-2, kandungan protein larut pada perlakuan penyemprotan asam oksalat 0,2 mol l-1 secara signifikan lebih tinggi daripada perlakuan tanpa penyemprotan asam oksalat (35,11%). Ketika kapur diaplikasikan pada 3750 kg h m-2, kandungan protein larut menurun secara signifikan dengan meningkatnya konsentrasi semprotan asam oksalat, dan kandungan protein larut (269,84 µg g-1) paling rendah ketika diberi perlakuan pada 0,2 mol l-1. 1. penyemprotan dengan asam oksalat (Gambar 3).
Tidak ditemukan perbedaan signifikan dalam kandungan asam amino bebas pada akar Panax notoginseng tanpa adanya kapur. Dengan peningkatan konsentrasi penyemprotan asam oksalat dan laju aplikasi kapur sebesar 750 kg hm-2, kandungan asam amino bebas awalnya menurun kemudian meningkat. Aplikasi perlakuan dengan 2250 kg hm-2 kapur dan 0,2 mol l-1 asam oksalat secara signifikan meningkatkan kandungan asam amino bebas sebesar 33,58% dibandingkan dengan tanpa perlakuan asam oksalat. Dengan peningkatan konsentrasi penyemprotan asam oksalat dan penambahan 3750 kg·hm-2 kapur, kandungan asam amino bebas menurun secara signifikan. Kandungan asam amino bebas pada perlakuan penyemprotan asam oksalat 0,2 mol L-1 lebih rendah 49,76% dibandingkan dengan perlakuan tanpa asam oksalat. Kandungan asam amino bebas maksimum diperoleh ketika tidak diberi perlakuan dengan asam oksalat dan berjumlah 2,09 mg/g. Kandungan asam amino bebas (1,05 mg g-1) terendah diperoleh ketika disemprot dengan asam oksalat 0,2 mol l-1 (Gambar 4).
Pengaruh penyemprotan daun dengan asam oksalat terhadap kandungan asam amino bebas dan prolin pada akar Panax notoginseng dalam kondisi stres kadmium [J].
Kandungan prolin dalam akar menurun seiring dengan peningkatan laju aplikasi kapur dan asam oksalat. Tidak ada perbedaan signifikan dalam kandungan prolin Panax notoginseng tanpa adanya kapur. Dengan peningkatan konsentrasi penyemprotan asam oksalat dan laju aplikasi kapur sebesar 750 dan 2250 kg·hm⁻², kandungan prolin awalnya menurun kemudian meningkat. Kandungan prolin pada perlakuan penyemprotan asam oksalat 0,2 mol l⁻¹ secara signifikan lebih tinggi daripada kandungan prolin pada perlakuan penyemprotan asam oksalat 0,1 mol l⁻¹, yang masing-masing meningkat sebesar 19,52% dan 44,33%. Ketika mengaplikasikan kapur sebanyak 3750 kg·hm⁻², kandungan prolin menurun secara signifikan seiring dengan peningkatan konsentrasi penyemprotan asam oksalat. Kandungan prolin setelah penyemprotan dengan asam oksalat 0,2 mol l⁻¹ 54,68% lebih rendah daripada tanpa asam oksalat. Kandungan prolin paling rendah yaitu sebesar 11,37 μg/g setelah perlakuan dengan asam oksalat 0,2 mol/l (Gambar 4).
Kandungan total saponin dalam Panax notoginseng adalah Rg1>Rb1>R1. Tidak ada perbedaan signifikan dalam kandungan ketiga saponin tersebut dengan peningkatan konsentrasi semprotan asam oksalat dan tanpa kapur (Tabel 4).
Kandungan R1 saat penyemprotan asam oksalat 0,2 mol l-1 secara signifikan lebih rendah dibandingkan tanpa penyemprotan asam oksalat dan penggunaan kapur 750 atau 3750 kg·h·m-2. Dengan konsentrasi semprotan asam oksalat 0 atau 0,1 mol l-1, tidak ada perbedaan signifikan pada kandungan R1 dengan peningkatan laju aplikasi kapur. Pada konsentrasi semprotan asam oksalat 0,2 mol l-1, kandungan R1 pada penggunaan kapur 3750 kg hm-2 secara signifikan lebih rendah dibandingkan dengan 43,84% tanpa kapur (Tabel 4).
Kandungan Rg1 awalnya meningkat kemudian menurun seiring dengan peningkatan konsentrasi penyemprotan asam oksalat dan laju aplikasi kapur sebesar 750 kg·h·m−2. Pada laju aplikasi kapur 2250 atau 3750 kg h m-2, kandungan Rg1 menurun seiring dengan peningkatan konsentrasi penyemprotan asam oksalat. Pada konsentrasi penyemprotan asam oksalat yang sama, kandungan Rg1 awalnya meningkat kemudian menurun seiring dengan peningkatan laju aplikasi kapur. Dibandingkan dengan kontrol, kecuali untuk tiga konsentrasi penyemprotan asam oksalat dan 750 kg h m-2, kandungan Rg1 lebih tinggi daripada kontrol, sedangkan kandungan Rg1 pada akar perlakuan lainnya lebih rendah daripada kontrol. Kandungan Rg1 tertinggi terjadi ketika disemprot dengan 750 kg gm-2 kapur dan 0,1 mol l-1 asam oksalat, yaitu 11,54% lebih tinggi daripada kontrol (Tabel 4).
Kandungan Rb1 awalnya meningkat dan kemudian menurun seiring dengan peningkatan konsentrasi penyemprotan asam oksalat dan laju aplikasi kapur sebesar 2250 kg hm-2. Setelah penyemprotan asam oksalat 0,1 mol l–1, kandungan Rb1 mencapai maksimum 3,46%, yang 74,75% lebih tinggi dibandingkan tanpa penyemprotan asam oksalat. Dengan perlakuan kapur lainnya, tidak ada perbedaan signifikan antara konsentrasi penyemprotan asam oksalat yang berbeda. Ketika disemprot dengan asam oksalat 0,1 dan 0,2 mol l-1, kandungan Rb1 awalnya menurun, dan kemudian menurun seiring dengan peningkatan jumlah kapur yang ditambahkan (tabel 4).
Pada konsentrasi asam oksalat yang disemprotkan sama, kandungan flavonoid awalnya meningkat dan kemudian menurun seiring dengan peningkatan laju aplikasi kapur. Tanpa kapur atau dengan penyemprotan kapur sebanyak 3750 kg hm-2 dengan berbagai konsentrasi asam oksalat tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan dalam kandungan flavonoid. Ketika kapur diaplikasikan dengan laju 750 dan 2250 kg h m-2, kandungan flavonoid awalnya meningkat dan kemudian menurun seiring dengan peningkatan konsentrasi penyemprotan asam oksalat. Ketika diberi perlakuan dengan laju aplikasi 750 kg hm-2 dan disemprot dengan asam oksalat 0,1 mol l-1, kandungan flavonoid paling tinggi mencapai 4,38 mg g-1, yang 18,38% lebih tinggi daripada kapur pada laju aplikasi yang sama tanpa penyemprotan asam oksalat. Kandungan flavonoid selama penyemprotan dengan asam oksalat 0,1 mol l-1 meningkat sebesar 21,74% dibandingkan dengan perlakuan tanpa penyemprotan asam oksalat dan perlakuan kapur dengan 2250 kg hm-2 (Gambar 5).
Pengaruh penyemprotan oksalat pada daun terhadap kandungan flavonoid pada akar Panax notoginseng di bawah tekanan kadmium [J].
Analisis bivariat menunjukkan bahwa kandungan gula larut Panax notoginseng berkorelasi signifikan dengan jumlah kapur yang diaplikasikan dan konsentrasi asam oksalat yang disemprotkan. Kandungan protein larut dalam umbi berkorelasi signifikan dengan tingkat aplikasi kapur, baik kapur maupun asam oksalat. Kandungan asam amino bebas dan prolin dalam umbi berkorelasi signifikan dengan tingkat aplikasi kapur, konsentrasi penyemprotan dengan asam oksalat, kapur dan asam oksalat (Tabel 5).
Kandungan R1 dalam akar Panax notoginseng berkorelasi signifikan dengan konsentrasi penyemprotan asam oksalat, jumlah kapur yang diberikan, kapur dan asam oksalat. Kandungan flavonoid berkorelasi signifikan dengan konsentrasi asam oksalat yang disemprotkan dan jumlah kapur yang diberikan.
Banyak bahan tambahan telah digunakan untuk mengurangi Cd pada tanaman dengan cara mengimobilisasi Cd di dalam tanah, seperti kapur dan asam oksalat30. Kapur banyak digunakan sebagai aditif tanah untuk mengurangi kandungan kadmium pada tanaman31. Liang dkk. 32 melaporkan bahwa asam oksalat juga dapat digunakan untuk memulihkan tanah yang terkontaminasi logam berat. Setelah mengaplikasikan berbagai konsentrasi asam oksalat ke tanah yang terkontaminasi, bahan organik tanah meningkat, kapasitas pertukaran kation menurun, dan nilai pH meningkat sebesar 33. Asam oksalat juga dapat bereaksi dengan ion logam di dalam tanah. Di bawah tekanan Cd, kandungan Cd pada Panax notoginseng meningkat secara signifikan dibandingkan dengan kontrol. Namun, ketika kapur digunakan, kandungan Cd menurun secara signifikan. Dalam penelitian ini, ketika pemberian kapur sebanyak 750 kg hm-2, kandungan Cd dalam akar mencapai standar nasional (batas Cd: Cd≤0,5 mg/kg, AQSIQ, GB/T 19086-200834), dan efek pemberian kapur sebanyak 2250 kg hm−2 memberikan hasil terbaik. Pemberian kapur menciptakan sejumlah besar tempat kompetisi antara Ca2+ dan Cd2+ di dalam tanah, dan penambahan asam oksalat dapat mengurangi kandungan Cd dalam akar Panax notoginseng. Namun, kandungan Cd pada akar Panax notoginseng berkurang secara signifikan dengan kombinasi kapur dan asam oksalat, hingga mencapai standar nasional. Ca2+ dalam tanah terserap pada permukaan akar selama aliran massa dan dapat diambil oleh sel-sel akar melalui saluran kalsium (Ca2+-channels), pompa kalsium (Ca2+-AT-Pase) dan antiporter Ca2+/H+, dan kemudian diangkut secara horizontal ke xilem akar 23. Kandungan Ca akar berkorelasi negatif secara signifikan dengan kandungan Cd (P<0,05). Kandungan Cd menurun seiring dengan peningkatan kandungan Ca, yang konsisten dengan pendapat tentang antagonisme Ca dan Cd. Analisis varians menunjukkan bahwa jumlah kapur secara signifikan mempengaruhi kandungan Ca dalam akar Panax notoginseng. Pongrac dkk. 35 melaporkan bahwa Cd mengikat oksalat dalam kristal kalsium oksalat dan bersaing dengan Ca. Namun, regulasi Ca oleh oksalat tidak signifikan. Hal ini menunjukkan bahwa pengendapan kalsium oksalat yang terbentuk oleh asam oksalat dan Ca2+ bukanlah pengendapan sederhana, dan proses kopresipitasi dapat dikendalikan oleh berbagai jalur metabolisme.