摘要 在長期高強(qiáng)度利用下，我國設(shè)施土壤重金屬污染問題突出，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［2］。經(jīng)過40多年的發(fā)展，我國已成為設(shè)施農(nóng)業(yè)第一大國，國內(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，在長期的高強(qiáng)度利用下，隨著耕種年限延長，國內(nèi)設(shè)施土壤普遍表現(xiàn)出一系列質(zhì)量退化問題，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，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、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)存問題并探討未來發(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，我國設(shè)施土壤重金屬含量累積趨勢明顯，污染物類型多樣，具有明顯的空間分布特征。孟敏等［6］通過收集1997—2018年的相關(guān)文獻(xiàn)資料，統(tǒng)計(jì)分析了我國設(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，設(shè)施菜田土壤中重金屬含量累積趨勢明顯，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現(xiàn)階段普遍面臨的設(shè)施土壤重金屬污染問題，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。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養(yǎng)液肥的同時(shí)基施硅鈣肥能更有效地阻控水稻對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 對作物根系生長與活力的影響。

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，增加根系的生長空間和吸收面積，從而提高作物抗逆性并促進(jìn)作物生長發(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、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%，根系生長狀況（總根長、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)作物生理代謝過程，通過影響作物的關(guān)鍵生理過程［39］（如營養(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)存問題及研究展望

3.1 根區(qū)調(diào)控技術(shù)現(xiàn)存問題

3.1.1 缺乏長期定位試驗(yàn)及風(fēng)險(xiǎn)評價(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，目前對不同根區(qū)調(diào)控技術(shù)模式的經(jīng)濟(jì)效益評估和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)不夠細(xì)化，整體生態(tài)環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評估結(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發(fā)育、根系生長活力、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)控長效性研究模型。

設(shè)施土壤重金屬污染治理是一個(gè)長期過程，需要耗費(fèi)較長時(shí)間并開展長期試驗(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)用效果建立長效性研究模型，一方面能了解不同根區(qū)調(diào)控技術(shù)對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Ｂ?lián)合利用功能性微生物與根區(qū)調(diào)控技術(shù)來提高設(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，未來一方面要加強(qiáng)對功能性微生物菌株的試驗(yàn)測試，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，通過分析設(shè)施土壤重金屬與作物生長和根區(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、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）、過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽還原酶（GR）活性，使稻草Cd含量較對照提高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

我國設(shè)施土壤重金屬含量累積趨勢明顯，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)過長期探索和研究，我國現(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。

參考文獻(xiàn)

［1］ 駱飛，徐海斌，左志宇，等.我國設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、存在不足及對策［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（10）：57-62.

［2］ 彭澎，梁龍，李海龍，等.我國設(shè)施農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀、問題與發(fā)展建議［J］.北方園藝，2019（5）：161-168.

［3］ 張震，劉學(xué)瑜.我國設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與對策［J］.農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)問題，2015，36（5）：64-70，111.

［4］ 于泓，盧維宏，張乃明.我國設(shè)施栽培土壤退化特征及修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展［J］.蔬菜，2021（11）：35-42.

［5］ 楊國棟，張夢竹，馮濤，等.土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望［J］.現(xiàn)代化工，2020，40（12）：50-54，58.

［6］ 孟敏，楊林生，韋炳干，等.我國設(shè)施農(nóng)田土壤重金屬污染評價(jià)與空間分布特征［J］.生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)，2018，34（11）：1019-1026.

［7］ 賈麗，喬玉輝，陳清，等.我國設(shè)施菜田土壤重金屬含量特征與影響因素［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2020，39（2）：263-274.

［8］ YANG L Q，HUANG B，HU W Y，et al.Assessment and source identification of trace metals in the soils of greenhouse vegetable production in eastern China［J］.Ecotoxicology and environmental safety，2013，97：204-209.

［9］ 孫碩，李菊梅，馬義兵，等.河北省蔬菜大棚土壤及蔬菜中重金屬累積分析［J］.農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2019，36（2）：236-244.

［10］ 郭畔，宋雪英，劉偉健，等.沈陽市新民設(shè)施菜地土壤重金屬污染特征分析［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2019，38（4）：835-844.

［11］ 梁鵬.部分根域干燥栽培條件下葡萄樹體生長及根域土壤水分調(diào)控研究［D］.上海：上海交通大學(xué)，2009.

［12］ 劉照霞.根區(qū)優(yōu)化施肥對蘋果生長發(fā)育及氮素吸收利用的影響［D］.泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2021.

［13］ 李天來，陳紅波，孫周平，等.根際通氣對基質(zhì)氣體、肥力及黃瓜傷流液的影響［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2009，25（11）：301-305.

［14］ 孫周平，郭志敏，劉義玲.不同通氣方式對馬鈴薯根際通氣狀況和生長的影響［J］.西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，17（4）：125-128.

［15］ 劉杰.加氣灌溉對溫室小型西瓜生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［D］.楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2011.

［16］ 趙旭，李天來，孫周平.番茄基質(zhì)通氣栽培模式的效果［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，21（1）：74-78.

［17］ 張曉宇，高原，劉彩娟，等.黃腐酸與化肥配施對設(shè)施辣椒根區(qū)土壤環(huán)境及氮磷鉀利用效率的影響［J］.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2021，52（6）：893-902.

［18］ 許澤宏，程曉丹，周明羅，等.生物質(zhì)炭對薺菜生長過程中根區(qū)土壤特性和微生物特性的影響［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（16）：104-109.

［19］ 王相平，楊勁松，張勝江，等.石膏和腐植酸配施對干旱鹽堿區(qū)土壤改良及棉花生長的影響［J］.土壤，2020，52（2）：327-332.

［20］ 王永久.根區(qū)與葉面調(diào)理聯(lián)合阻控油菜鎘、砷吸收研究［D］.鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

［21］ 陳曦.植物重金屬鎘吸收與根區(qū)調(diào)控研究［D］.呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

［22］ 肖細(xì)元，楊淼，郭朝暉，等.改良劑對污染土壤上蔬菜生長及吸收重金屬的影響［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2012，35（8）：41-46.

［23］ 肖哲元.水肥耦合氧灌下設(shè)施蔬菜生長的土壤微環(huán)境調(diào)控效應(yīng)［D］.鄭州：華北水利水電大學(xué)，2021.

［24］ 尹翠.根區(qū)土壤局部加溫對設(shè)施紅地球葡萄生長發(fā)育的影響［D］.銀川：寧夏大學(xué)，2016.

［25］ 趙云龍，于賢昌，李衍素，等.碳晶電地?zé)嵯到y(tǒng)在日光溫室番茄生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29（7）：131-138，296.

［26］ 曹心德，魏曉欣，代革聯(lián)，等.土壤重金屬復(fù)合污染及其化學(xué)鈍化修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展［J］.環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2011，5（7）：1441-1453.

［27］ 楊亞蒙，韋靜波，李紅利，等.含氨基酸水溶肥料農(nóng)豐樂在葡萄上的肥效試驗(yàn)［J］.農(nóng)業(yè)科技與信息，2022（17）：74-76.

［28］ 唐琳.設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤鎘-硝酸鹽復(fù)合污染邊生產(chǎn)邊修復(fù)過程研究［D］.杭州：浙江大學(xué)，2017.

［29］ 王雪君.增氧灌溉對南荻修復(fù)鉛污染土壤的影響研究［D］.長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

［30］ 顏軍，汪玉磊，俞丹宏，等.蚓糞-貝殼粉配施對鎘輕度污染菜地生菜和青蒜生產(chǎn)的影響［J］.環(huán)境污染與防治，2023，45（7）：966-971，979.

［31］ 劉龍宇，楊世利，趙黃詩雨，等.赤泥基納米零價(jià)鐵對多金屬污染土壤修復(fù)效果［J］.環(huán)境科學(xué)，2024，45（4）：2473-2478.

［32］ 王麗，蔡景行，羅沐欣鍵，等.鎘脅迫下鈍化劑對菠菜生理特征及鎘累積的影響［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2023，42（5）：1004-1010.

［33］ 王昭陽.生活再生水水肥氣熱耦合對玉米、水稻光合、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響［D］.銀川：寧夏大學(xué)，2022.

［34］ 王小蒙.根區(qū)與葉面調(diào)理聯(lián)合阻控水稻鎘吸收研究［D］.北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2016.

［35］ 譚駿，潘麗萍，黃雁飛，等.葉面阻隔聯(lián)合土壤鈍化對水稻鎘吸收轉(zhuǎn)運(yùn)的影響［J］.農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2020，37（6）：981-987.

［36］ 惠基運(yùn)，高彥剛，和華杰，等.根域通氣與施肥對設(shè)施桃土壤及根活力的影響［J］.植物生理學(xué)報(bào)，2020，56（7）：1504-1512.

［37］ 劉術(shù)均，劉愛群，惠成章.施用生物炭對土壤有機(jī)質(zhì)及茄子根系特征和產(chǎn)量的影響［J］.北方園藝，2018（1）：72-76.

［38］ 李俊良，張經(jīng)緯，王麗英，等.根層調(diào)控對設(shè)施番茄生長及氮素利用的影響［J］.中國蔬菜，2011（Z1）：31-37.

［39］ 雷宏軍，肖哲元，肖讓，等.水、肥、氣耦合滴灌對溫室番茄生長和品質(zhì)的影響［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2020，38（5）：168-175.

［40］ 龐強(qiáng)強(qiáng)，陳日遠(yuǎn)，劉厚誠，等.硝酸鹽脅迫下黃腐酸對小白菜生長及氮代謝相關(guān)酶活性的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，27（12）：2136-2140.

［41］ 李棟梅，王振平，李相怡，等.根域限制對玫瑰香葡萄果實(shí)糖酸及酚類物質(zhì)和內(nèi)源激素的影響［J］.果樹學(xué)報(bào)，2022，39（3）：376-387.

［42］ 汪堃，南麗麗，李景峰，等.干旱脅迫對不同根型苜蓿內(nèi)源激素含量的影響［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2022，40（3）：30-36.

［43］ 雷宏軍，楊宏光，馮凱，等.循環(huán)曝氣灌溉條件下小白菜生長及水分與養(yǎng)分利用［J］.灌溉排水學(xué)報(bào)，2017，36（11）：13-18.

［44］ 袁金華，徐仁扣.生物質(zhì)炭的性質(zhì)及其對土壤環(huán)境功能影響的研究進(jìn)展［J］.生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2011，20（4）：779-785.

［45］ 王長軍，王肇陟，王世榮.生物有機(jī)肥、腐殖酸對水稻產(chǎn)量和土壤化學(xué)性質(zhì)的影響［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（1）：93-95.

［46］ 于會(huì)麗，邵微，徐國益，等.含海藻酸水溶肥減施對蘋果生長、品質(zhì)和根域土壤養(yǎng)分的影響［J］.果樹學(xué)報(bào)，2023，40（2）：242-251.

［47］ 孫希武，彭福田，肖元松，等.硅鈣鉀鎂肥配施黃腐酸鉀對土壤酶活性及桃幼樹生長的影響［J］.核農(nóng)學(xué)報(bào)，2020，34（4）：870-877.

［48］ 孫文君，袁興超，李祖然，等.三種鈍化劑對鎘鉛污染農(nóng)田的鈍化修復(fù)效應(yīng)研究［J］.草地學(xué)報(bào)，2023，31（2）：596-608.

［49］ 任露陸，蔡宗平，王固寧，等.不同鈍化機(jī)制礦物對土壤重金屬的鈍化效果及微生物響應(yīng)［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2021，40（7）：1470-1480.

［50］ 馬榮生，陳杰，夏鵬，等.碳酸鈣對銅鉛鉻復(fù)合污染土壤的修復(fù)機(jī)制［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，45（1）：119-123，130.

［51］ 蔣攀，王鈺茜，趙鈺婷，等.鈍化劑對土壤重金屬鎘含量及其在川麥冬中累積的影響［J］.中草藥，2021，52（24）：7638-7644.

［52］ 董春雨，王凱，鄧琪，等.鈣鎂磷肥可以減少復(fù)合污染農(nóng)田不同品種玉米Cd、As吸收［J］.中國土壤與肥料，2022（9）：45-50.

［53］ WANG Y，ZHONG B，SHAFI M，et al.Effects of biochar on growth，and heavy metals accumulation of moso bamboo（Phyllostachy pubescens），soil physical properties，and heavy metals solubility in soil［J］.Chemosphere，2019，219：510-516.

［54］ GAO X，PENG Y T，ZHOU Y Y，et al.Effects of magnesium ferrite biochar on the cadmium passivation in acidic soil and bioavailability for packoi（Brassica chinensis L.）［J］.Journal of environmental management，2019，251：1-9.

［55］ ZHANG P，XUE B，JIAO L，et al.Preparation of ball-milled phosphorus-loaded biochar and its highly effective remediation for Cd-and Pb-contaminated alkaline soil［J］.The science of the total environment，2022，813：1-10.

［56］ XIANG J X，ZHU R L，CHEN Q Z，et al.A novel montmorillonite-based soil amendment for Cd/REEs immobilizationand nutrients sustained release［J］.Applied clay science，2022，221：1-9.

［57］ 溫小情，林親鐵，肖榮波，等.鎂基膨潤土和水泥對砷鉛復(fù)合污染土壤的鈍化效能與機(jī)理研究［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2020，40（9）：3397-3404.

［58］ 余杰，鄧靈，李逸飛，等.FeMnCa-LDHs材料對不同程度砷鎘復(fù)合污染土壤的鈍化修復(fù)［J］.環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2021，15（11）：3632-3641.

［59］ 王茂林，吳世軍，楊永強(qiáng)，等.微生物誘導(dǎo)碳酸鹽沉淀及其在固定重金屬領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2018，31（2）：206-214.

［60］ 王永寧，王躍飛，傅建偉，等.不同土壤調(diào)理劑和微生物菌劑在輕度重金屬污染玉米田的應(yīng)用效果［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2022（23）：147-151.

［61］ SI S C，KE Y X，XUE B Q，et al.Immobilized sulfate reducing bacteria（SRB）enhanced passivation performance of biochar for Zn［J］.Science of the total environment，2023，892：1-9.

［62］ 楊昌敏，易文裕，趙幫泰，等.水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用：以四川桑園為例［J］.中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2023，44（4）：71-75.

［63］ 江景濤，楊然兵，鮑余峰，等.水肥一體化技術(shù)的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢［J］.農(nóng)機(jī)化研究，2021，43（5）：1-9.

［64］ 楊啟良，武振中，陳金陵，等.植物修復(fù)重金屬污染土壤的研究現(xiàn)狀及其水肥調(diào)控技術(shù)展望［J］.生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2015，24（6）：1075-1084.

［65］ 徐明崗，劉平，宋正國，等.施肥對污染土壤中重金屬行為影響的研究進(jìn)展［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2006，25（S1）：328-333.

［66］ 梁嘉敏，楊虎晨，張立丹，等.我國水溶性肥料及水肥一體化的研究進(jìn)展［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，48（5）：64-75.

［67］ 劉利杉.有機(jī)水溶肥料對水稻生長及鎘吸收的影響與機(jī)理探討［D］.長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.