摘要 在長(zhǎng)期高強(qiáng)度利用下，我國(guó)設(shè)施土壤重金屬污染問(wèn)題突出，迫切需要研發(fā)并應(yīng)用綠色、高效、經(jīng)濟(jì)的修復(fù)技術(shù)。作為土壤改良的重要手段，水肥調(diào)控、氣肥調(diào)控、改良劑調(diào)控和根域微環(huán)境調(diào)控四類根區(qū)調(diào)控技術(shù)可以有效降低土壤中重金屬濃度和有效性，減輕作物對(duì)重金屬等有害物質(zhì)的吸收，并促進(jìn)其在土壤中的轉(zhuǎn)化和固定，從而降低重金屬對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康的危害。其中，改良劑調(diào)控技術(shù)因其高效、經(jīng)濟(jì)、易操作、種類多、設(shè)備條件要求低等特點(diǎn)得到了廣泛關(guān)注與應(yīng)用。為更好發(fā)展和應(yīng)用根區(qū)調(diào)控技術(shù)，展望了該類技術(shù)的發(fā)展方向，建議要以根區(qū)調(diào)控技術(shù)與受污染設(shè)施土壤-作物之間的互作效應(yīng)關(guān)系為核心，圍繞不同根區(qū)調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用效果建立長(zhǎng)效性研究模型、重視設(shè)施土壤功能性微生物研究以及推廣水肥一體化技術(shù)等，最終建立設(shè)施土壤重金屬污染阻控的最佳方案。

關(guān)鍵詞 設(shè)施土壤；根區(qū)調(diào)控；重金屬；水肥調(diào)控

中圖分類號(hào) X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2024）15-0013-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.15.003

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Application of Root Zone Regulation in the Deterrence and Control of Heavy Metal Pollution in Facility Soil

WANG Zi-hao， ZHANG Dong-han， LIANG Hong-yi et al

（China Agriculture University Beijing Key Laboratory of Agricultural Soil Pollution Prevention， Control and Remediation/School of Resources and Environment， Beijing 100193）

Abstract Under prolonged high-intensity utilization， the issue of heavy metal pollution in China’s facility soil has become pronounced， necessitating the urgent development and deployment of eco-friendly， efficient， and cost-effective remediation technologies. As pivotal strategies for soil improvement， four categories of root zone regulation techniques—encompassing water and fertilizer management， gas and nutrient enrichment， amendment application， and microenvironment modulation—can significantly diminish heavy metal concentrations and bioavailability in facility soil， mitigate crop uptake of these contaminants， and foster their transformation and stabilization within the soil matrix， thereby mitigating the risks posed to ecological systems and human health. Notably， amendment-based technologies have garnered considerable attention and adoption due to their efficiency， cost-effectiveness， ease of application， diversity， and minimal equipment requirements. To further advance and optimize the application of root zone regulation technologies in facility soil， this paper outlines a research trajectory centered on the intricate interactions between these technologies and polluted facility soil-crop systems. It advocates for the establishment of long-term research frameworks to evaluate the efficacy of various root zone regulation approaches， with a particular emphasis on investigating the functional microbial communities within facility soil. Additionally， it underscores the importance of enhancing the integration of water and fertilizer management practices to systematically explore and devise the most effective strategies for mitigating heavy metal contamination in facility soil， thereby ensuring sustainable agriculture and safeguarding public health.

Key words Facility soil;Root zone regulation;Heavy metals;Water and fertilizer regulation

設(shè)施農(nóng)業(yè)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，具有高投入、高產(chǎn)出、高效益、受氣候影響小等特點(diǎn)［1］，已成為部分地區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要意義。20世紀(jì)80年代起，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，逐步探索、推廣至華北、華東、華南、西南、西北、東北6大農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)，呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)［2］。經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，我國(guó)已成為設(shè)施農(nóng)業(yè)第一大國(guó)，國(guó)內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)的規(guī)模、技術(shù)、管理水平和研發(fā)創(chuàng)新能力均得到顯著提升［3］。然而，在長(zhǎng)期的高強(qiáng)度利用下，隨著耕種年限延長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)設(shè)施土壤普遍表現(xiàn)出一系列質(zhì)量退化問(wèn)題，如養(yǎng)分失衡、鹽漬化、板結(jié)酸化、重金屬超標(biāo)、土傳病害、菌群破壞以及連作障礙等，成為制約設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素［4］。其中，因土壤重金屬累積引發(fā)的食品安全及環(huán)境污染問(wèn)題尤為突出，迫切需要研發(fā)并應(yīng)用綠色、高效、經(jīng)濟(jì)的修復(fù)技術(shù)。

常用的土壤重金屬污染修復(fù)方法主要包括物理修復(fù)（如客土法、熱脫附、玻璃化及電動(dòng)修復(fù)等）、化學(xué)修復(fù)（如土壤淋洗、固化或穩(wěn)定化技術(shù)等）和生物修復(fù)（植物提取、植物揮發(fā)、微生物修復(fù)及動(dòng)物修復(fù)技術(shù)）等［5］。作為土壤改良的重要手段之一，根區(qū)調(diào)控技術(shù)能綜合運(yùn)用以上各類修復(fù)技術(shù)來(lái)管理作物根系周圍的土壤環(huán)境，改善土壤理化性質(zhì)、增強(qiáng)養(yǎng)分吸收能力、阻控根系吸收重金屬并減輕土壤中重金屬污染負(fù)荷。近年來(lái)，雖然關(guān)于根區(qū)調(diào)控技術(shù)的研究報(bào)道日漸增多，但這些研究主要集中在作物生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)變化等方面，很少關(guān)注該類技術(shù)在設(shè)施土壤重金屬污染阻控中的應(yīng)用，且多數(shù)研究區(qū)域小、分布散、場(chǎng)景局限，未能充分反映該技術(shù)的優(yōu)越性和特異性。因此，該研究針對(duì)根區(qū)調(diào)控技術(shù)的分類及應(yīng)用效果進(jìn)行綜述，總結(jié)該類技術(shù)現(xiàn)存問(wèn)題并探討未來(lái)發(fā)展方向，以期為實(shí)現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 設(shè)施土壤重金屬污染現(xiàn)狀

近年來(lái)，我國(guó)設(shè)施土壤重金屬含量累積趨勢(shì)明顯，污染物類型多樣，具有明顯的空間分布特征。孟敏等［6］通過(guò)收集1997—2018年的相關(guān)文獻(xiàn)資料，統(tǒng)計(jì)分析了我國(guó)設(shè)施農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)狀及空間分布狀況。結(jié)果表明，鎘（Cd）是我國(guó)設(shè)施農(nóng)田土壤中首要污染物，超標(biāo)率達(dá)37.5%，其次是汞（Hg，超標(biāo)率20.0%）和鉛（Pb，超標(biāo)率18.8%）。從地區(qū)分布來(lái)看，北部地區(qū)土壤砷（As）、銅（Cu）、鋅（Zn）和鉻（Cr）含量最高，南部地區(qū)土壤Cd、Pb和Hg含量最高，西北部地區(qū)土壤鎳（Ni）含量最高。賈麗等［7］結(jié)合土壤樣品采集分析和文獻(xiàn)查閱2種方式，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法定量描述了我國(guó)設(shè)施菜田土壤重金屬累積和污染特征，其研究發(fā)現(xiàn)設(shè)施土壤易受Cd、As、Cu、Zn元素污染，基本不受Hg和Ni元素污染。隨著種植年限延長(zhǎng)，設(shè)施菜田土壤中重金屬含量累積趨勢(shì)明顯，采集的土壤樣品所含Cd在種植16～20年后達(dá)到最高值（0.19 mg/kg），As、Zn和Cu在26～30年后達(dá)到最高值（分別為16.0、131和53.6 mg/kg），而文獻(xiàn)樣本數(shù)據(jù)Cd在種植21～25年后達(dá)到最高值（3.60 mg/kg）、Zn和Cu在26～30年后達(dá)到最高值（分別為180和80.3 mg/kg）。此外，大量針對(duì)點(diǎn)位或局部地區(qū)的設(shè)施土壤重金屬污染現(xiàn)狀研究均揭示出我國(guó)現(xiàn)階段普遍面臨的設(shè)施土壤重金屬污染問(wèn)題，如山東省壽光市設(shè)施土壤存在重度Cd污染（0.44 mg/kg）和中度Cu（32.9 mg/kg）、Pb（20.7 mg/kg）、Zn（106 mg/kg）污染問(wèn)題［8］；河北省藁城、定州、青縣和永年的設(shè)施大棚土壤中Cd和Cr含量比土壤背景值高出100.0%和40.7%［9］；遼寧省沈陽(yáng)市新民地區(qū)設(shè)施菜地中Cd、Hg和Cu含量的超標(biāo)率分別為268%、22.0%和2.40%［10］。

2 根區(qū)調(diào)控與阻控重金屬吸收

2.1 根區(qū)調(diào)控技術(shù)的分類

在設(shè)施土壤改良與污染修復(fù)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)土壤類型、作物種類、調(diào)控措施和環(huán)境條件等因素選擇合適的根區(qū)調(diào)控技術(shù)。常用根區(qū)調(diào)控技術(shù)主要包括水肥調(diào)控、氣肥調(diào)控、改良劑調(diào)控和根域微環(huán)境調(diào)控技術(shù)等（表1）。其中，改良劑調(diào)控技術(shù)是一類綜合性根區(qū)調(diào)控技術(shù)，它不僅能調(diào)控土壤環(huán)境，改善土壤質(zhì)量，還能降低重金屬活性，有效阻控作物吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和積累重金屬。

2.2 根區(qū)調(diào)控技術(shù)防治設(shè)施土壤重金屬污染

根區(qū)調(diào)控技術(shù)可以有效降低土壤中重金屬濃度和有效性，減輕作物對(duì)重金屬等有害物質(zhì)的吸收，并促進(jìn)其在土壤中的轉(zhuǎn)化和固定，從而降低污染物對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)［26］。表2總結(jié)了根區(qū)調(diào)控技術(shù)在設(shè)施土壤重金屬污染阻控中的部分應(yīng)用案例。其中，改良劑調(diào)控技術(shù)因其高效、經(jīng)濟(jì)、易操作、種類多、設(shè)備條件要求低等特點(diǎn)得到了廣泛關(guān)注與應(yīng)用。例如，肖細(xì)元等［22］通過(guò)溫室內(nèi)小白菜、西紅柿等作物盆栽試驗(yàn)證實(shí)了改良劑調(diào)控技術(shù)的優(yōu)異性能，試驗(yàn)結(jié)果表明施用石灰或鈣鎂磷肥均能提高土壤pH和脲酶活性，鈍化效果顯著。其中，施用石灰使小白菜和番茄莖葉生物量較CK分別提高99.0%和80.7%，菜葉中As、Cd和Pb含量分別較CK降低54.6%、20.2%和15.4%；番茄中As和Pb含量則分別降低37.5%和37.6%。此外，施用鈣鎂磷肥使番茄莖葉生物量提高82.3%，As、Cd和Pb含量分別降低41.7%、30.7%和353%。

除傳統(tǒng)根區(qū)調(diào)控技術(shù)外，根區(qū)與葉面聯(lián)合調(diào)控技術(shù)在阻控作物吸收重金屬、增強(qiáng)土壤改良和污染修復(fù)效果等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。例如，王小蒙［34］研究發(fā)現(xiàn)，在盆栽試驗(yàn)中，根區(qū)與葉面聯(lián)合調(diào)控使稻苗葉綠素含量增加，抗氧化酶活性增強(qiáng)，酸性土中生長(zhǎng)的水稻根、莖、葉和籽粒Cd含量降低216%～28.9%、30.6%～45.4%、38.9%～55.2%和60.4%～75.7%，堿性土中生長(zhǎng)的水稻根、莖、葉和籽粒Cd含量降低11.8%～21.2%、26.4%～24.0%、32.9%～44.6%和46.3%～60.9%。此外，酸性土壤中有效態(tài)Cd含量較對(duì)照顯著降低30.8%～425%，堿性土中顯著降低22.7%～34.3%。王永久［20］證實(shí)了根區(qū)與葉面聯(lián)合調(diào)控技術(shù)對(duì)阻控油菜吸收Cd、As具有協(xié)同效應(yīng)，能在顯著增強(qiáng)油菜抗性的同時(shí)降低重金屬毒害。類似地，譚駿等［35］研究表明，葉面噴施氨基酸螯合硒營(yíng)養(yǎng)液肥的同時(shí)基施硅鈣肥能更有效地阻控水稻對(duì)Cd的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，顯著降低土壤中有效態(tài)Cd和籽粒中Cd含量。

2.3 根區(qū)調(diào)控技術(shù)的多重影響

2.3.1 對(duì)作物根系生長(zhǎng)與活力的影響。

合適的根區(qū)調(diào)控技術(shù)能夠促進(jìn)作物根系發(fā)育和生長(zhǎng)活力，改善根區(qū)土壤水分、氣體、養(yǎng)分和溫度等環(huán)境條件，增加根系的生長(zhǎng)空間和吸收面積，從而提高作物抗逆性并促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育。例如，惠基運(yùn)等［36］研究表明，根域通氣結(jié)合增施有機(jī)肥處理可顯著提高設(shè)施桃根系谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶的活性，顯著提高根系活力，進(jìn)而促進(jìn)根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收。另外，劉術(shù)均等［37］證實(shí)，向土壤中增施不同比例的秸稈生物炭能明顯提高茄子的主根長(zhǎng)、主根直徑、總根系鮮重和總根表面積，使產(chǎn)量提高了37%。

2.3.2 對(duì)水分和養(yǎng)分利用效率的影響。

根區(qū)調(diào)控技術(shù)可以調(diào)節(jié)土壤水分和養(yǎng)分的分布和供應(yīng)方式，有助于減少水分和養(yǎng)分的損失，提高作物對(duì)水分和養(yǎng)分的利用效率，最終提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。如梁鵬［11］研究發(fā)現(xiàn)，在設(shè)施栽培條件下，采用部分根域干燥栽培技術(shù)（PRD）處理的葡萄樹(shù)水分利用效率比常規(guī)雙側(cè)灌溉提高了1倍，節(jié)約用水約50%。張曉宇等［17］研究證實(shí)，黃腐酸配施氮肥可使設(shè)施辣椒氮、磷、鉀素利用效率較單施化肥處理分別顯著增加37.2%～622%、38.6%～69.5%、24.7%～56.8%。此外，李俊良等［38］以冬春茬設(shè)施番茄為研究對(duì)象，證實(shí)了根層調(diào)控技術(shù)使灌溉量較傳統(tǒng)施肥顯著降低29%，養(yǎng)分投入量N-P2O5-K2O分別顯著降低59%～79%、23%～78%、42%～48%，根系生長(zhǎng)狀況（總根長(zhǎng)、表面積、體積等）顯著改善，N、P、K養(yǎng)分偏生產(chǎn)力和利用效率顯著提高1.0～4.0倍，氮素淋失風(fēng)險(xiǎn)明顯降低。

2.3.3 對(duì)作物生理代謝的影響。

根區(qū)調(diào)控技術(shù)可調(diào)節(jié)作物生理代謝過(guò)程，通過(guò)影響作物的關(guān)鍵生理過(guò)程［39］（如營(yíng)養(yǎng)吸收、光合作用、呼吸和物質(zhì)代謝等）、多種關(guān)鍵酶活性［40］（如轉(zhuǎn)氨酶、硝酸還原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶、谷氨酸脫氫酶等）、多種內(nèi)源激素物質(zhì)含量［41-42］（如脫落酸、吲哚乙酸、赤霉素等）以及葡萄糖、果糖、可溶性固形物、可溶性蛋白、VC含量、酚類物質(zhì)等物質(zhì)合成與轉(zhuǎn)運(yùn)最終影響設(shè)施作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量［43］。例如，劉杰［15］發(fā)現(xiàn)，保持根區(qū)1次/2 d的加氣頻率可使日光溫室小型西瓜糖酸比最大，品質(zhì)最好，產(chǎn)量最多增加40.0%，且其中可溶性總糖、有機(jī)酸、VC和蛋白質(zhì)含量等均與CK形成顯著差異。

2.3.4 對(duì)土壤理化性質(zhì)和養(yǎng)分供應(yīng)的影響。

根區(qū)調(diào)控技術(shù)既能改變土壤pH、電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)含量、離子交換性能等基礎(chǔ)理化性質(zhì)［44］，也會(huì)影響土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和孔隙度，從而調(diào)節(jié)土壤的透氣性、保水性和排水性［45］。受根區(qū)調(diào)控技術(shù)影響，土壤養(yǎng)分的遷移和轉(zhuǎn)化過(guò)程發(fā)生改變，這有助于增強(qiáng)土壤養(yǎng)分供應(yīng)，滿足作物生長(zhǎng)需求。例如，一項(xiàng)為期2年的定位試驗(yàn)結(jié)果表明，減施25%和50%含海藻酸水溶肥能有效增加根域土壤0～20 cm處的速效鉀、有效磷、硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量，提高土壤有效養(yǎng)分含量［46］。

2.3.5 對(duì)土壤微生物和酶活性的影響。

根區(qū)調(diào)控技術(shù)能改變土壤微生物群落的組成和功能，促進(jìn)有益微生物的生長(zhǎng)和活動(dòng)，增強(qiáng)土壤生物多樣性，有利于土壤生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和污染物的降解。例如，在根域通氣增施有機(jī)肥條件下，種植設(shè)施桃的土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量均顯著增加，且集中分布在20～40 cm根域土壤［36］。根區(qū)調(diào)控技術(shù)能夠調(diào)節(jié)土壤酶（如過(guò)氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶、酸性磷酸酶等）的合成和活性，增加土壤酶的活力和穩(wěn)定性，加速有機(jī)質(zhì)分解和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，維持土壤健康并提升肥力［47］。

3 根區(qū)調(diào)控技術(shù)現(xiàn)存問(wèn)題及研究展望

3.1 根區(qū)調(diào)控技術(shù)現(xiàn)存問(wèn)題

3.1.1 缺乏長(zhǎng)期定位試驗(yàn)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

目前有關(guān)根區(qū)調(diào)控技術(shù)在設(shè)施土壤重金屬污染阻控中的集成示范與大規(guī)模應(yīng)用較少，大多數(shù)研究是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)以盆栽試驗(yàn)形式進(jìn)行，與設(shè)施土壤真實(shí)環(huán)境狀況存在出入，且缺乏長(zhǎng)期定位試驗(yàn)和跟蹤驗(yàn)證研究，很難快速、大規(guī)模推廣應(yīng)用。此外，目前對(duì)不同根區(qū)調(diào)控技術(shù)模式的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)不夠細(xì)化，整體生態(tài)環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性受到影響。

3.1.2 水肥、氣肥和微環(huán)境調(diào)控技術(shù)研究不足。

如表3所示，很多學(xué)者圍繞改良劑調(diào)控技術(shù)修復(fù)重金屬污染設(shè)施土壤做了大量工作，分析出硅鈣類（如石灰、碳酸鈣、石灰石等）、生物炭基類（生物炭和改性生物炭材料等）、黏土礦物類（如海泡石、蒙脫石、膨潤(rùn)土、水滑石等）以及有機(jī)肥類（如植物殘?jiān)?、?dòng)物糞便、廚余廢棄物等）改良劑鈍化重金屬的性能及機(jī)制。然而，有關(guān)水肥調(diào)控、氣肥調(diào)控和微環(huán)境調(diào)控技術(shù)的研究多集中在作物生長(zhǎng)發(fā)育、根系生長(zhǎng)活力、果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)、土壤速效養(yǎng)分含量變化等方面，鮮有研究報(bào)道其對(duì)設(shè)施土壤重金屬含量、形態(tài)以及作物吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)或積累重金屬等方面的影響，限制了根區(qū)調(diào)控技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

3.2 根區(qū)調(diào)控技術(shù)研究展望

3.2.1 建立根區(qū)調(diào)控長(zhǎng)效性研究模型。

設(shè)施土壤重金屬污染治理是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，需要耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間并開(kāi)展長(zhǎng)期試驗(yàn)以摸索最佳技術(shù)方案。若能圍繞不同根區(qū)調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用效果建立長(zhǎng)效性研究模型，一方面能了解不同根區(qū)調(diào)控技術(shù)對(duì)不同類型重金屬污染設(shè)施土壤的修復(fù)效果，方便制定某一類根區(qū)調(diào)控技術(shù)的最佳方案（如預(yù)測(cè)改良劑調(diào)控方案中某一類改良劑的最佳添加量、添加時(shí)間或添加頻率等）；另一方面能驗(yàn)證并研究各種技術(shù)之間的互作效應(yīng)及其機(jī)制。

3.2.2 重視設(shè)施土壤功能性微生物研究。

微生物修復(fù)技術(shù)是利用土壤中某些功能性微生物（如藻類、細(xì)菌和真菌等）對(duì)受污染設(shè)施土壤中的重金屬進(jìn)行吸附、溶解或氧化還原，從而降低重金屬毒性或?qū)⑵鋸耐寥乐幸瞥?。?lián)合利用功能性微生物與根區(qū)調(diào)控技術(shù)來(lái)提高設(shè)施土壤重金屬污染阻控效率是新的研究熱點(diǎn)。例如，當(dāng)硫酸鹽還原菌與生物炭改良劑一起用于Zn污染土壤修復(fù)時(shí)，土壤pH、速效磷和速效鉀含量均顯著增加，可交換態(tài)Zn含量明顯降低，殘?jiān)鼞B(tài)Zn含量明顯增加［61］，土壤質(zhì)量得到顯著改善。因此，未來(lái)一方面要加強(qiáng)對(duì)功能性微生物菌株的試驗(yàn)測(cè)試，篩選出功能多、活性強(qiáng)、性能好的功能性微生物；另一方面則要設(shè)計(jì)形成有效的根區(qū)聯(lián)合調(diào)控技術(shù)。

3.2.3 加強(qiáng)水肥一體化技術(shù)研究。

水肥一體化技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種根區(qū)調(diào)控/水肥調(diào)控技術(shù)，具有省時(shí)省工、節(jié)水節(jié)肥、增產(chǎn)提質(zhì)、降低成本、減輕病蟲(chóng)害、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)［62-63］。雖然已有研究證實(shí)水肥措施可以調(diào)節(jié)根區(qū)環(huán)境，緩解重金屬污染，但目前仍缺乏水肥一體化技術(shù)對(duì)植物根區(qū)物理、化學(xué)和微生態(tài)環(huán)境的系統(tǒng)研究。同時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮將水肥一體化技術(shù)與其他修復(fù)措施相結(jié)合，通過(guò)分析設(shè)施土壤重金屬與作物生長(zhǎng)和根區(qū)土壤微環(huán)境之間的互作效應(yīng)關(guān)系，制定出最佳聯(lián)合修復(fù)模式［64］，以最大限度發(fā)揮其功能。

某些肥料，特別是水溶性肥料在特定環(huán)境下可作為土壤改良劑使用，在推進(jìn)精準(zhǔn)施肥、改進(jìn)施肥方式和根區(qū)調(diào)控等方面發(fā)揮著重要作用［65］，已經(jīng)在糧食作物、蔬菜、水果以及茶樹(shù)、棉花、花生等多類作物試驗(yàn)中取得了良好應(yīng)用效果［66］。例如，劉利杉［67］研究表明，施用有機(jī)水溶肥料可增加水稻產(chǎn)量，降低植株丙二醛（CAT）、過(guò)氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽還原酶（GR）活性，使稻草Cd含量較對(duì)照提高26.8%～99.1%，糙米Cd含量降低2.9%～21.5%。水溶性肥料既具備有機(jī)肥鈍化重金屬的特性，又可通過(guò)加工環(huán)節(jié)降低其自身重金屬含量，有利于同時(shí)發(fā)揮增產(chǎn)提質(zhì)、提高肥效、降低重金屬活性、阻控重金屬吸收等功能。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)設(shè)施土壤重金屬含量累積趨勢(shì)明顯，污染土壤修復(fù)工作仍是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的難題。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期探索和研究，我國(guó)現(xiàn)已發(fā)展出水肥調(diào)控、氣肥調(diào)控、改良劑調(diào)控和根域微環(huán)境調(diào)控四類根區(qū)調(diào)控技術(shù)。其中，改良劑調(diào)控技術(shù)因其高效、經(jīng)濟(jì)、易操作、種類多、設(shè)備條件要求低等特點(diǎn)得到了廣泛關(guān)注與應(yīng)用，該技術(shù)不僅能調(diào)控土壤環(huán)境，改善土壤質(zhì)量，還能降低重金屬活性，有效阻控作物吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和積累重金屬。為更好發(fā)展和應(yīng)用根區(qū)調(diào)控技術(shù)，建議要以根區(qū)調(diào)控技術(shù)與污染設(shè)施土壤-作物之間的互作效應(yīng)關(guān)系為核心，圍繞不同根區(qū)調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用效果建立長(zhǎng)效性研究模型、重視設(shè)施土壤功能性微生物研究以研發(fā)高效的根區(qū)聯(lián)合調(diào)控技術(shù)以及加強(qiáng)水肥一體化技術(shù)研究等，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)施土壤重金屬污染阻控最佳方案的系統(tǒng)探索。

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