引言
农业土壤中镉（Cd）污染对全球生态系统健康和粮食安全构成严重威胁（Li et al., 2024b, Zhang et al., 2024）。原位化学固定化技术通过施用石灰、沸石或有机堆肥等外源改良剂来降低镉的生物有效性，是一种广泛采用的策略（Huang et al., 2023）。然而，传统固定化策略面临双重困境：虽然石灰等无机改良剂能有效固定镉，但其效果易受环境波动影响，如酸化和淋溶（Huang et al., 2023）。此外，长期施用这些改良剂可能会损害土壤健康（Long et al., 2023）。相反，堆肥等有机改良剂虽然可以改善土壤质量，但单独使用时固定镉的效率往往有限。无机和有机改良剂的组合有望在最小化对土壤健康不利影响的同时实现较高的镉固定化效率，并可能改善土壤肥力（Ma et al., 2024, Wang et al., 2023）。因此，有机-矿物协同固定化策略已成为提高初始固定效率和长期稳定性的有前景的方法。
尽管如此，修复的最终目标是实现土壤的安全可持续利用，这对耕地资源有限的地区尤为关键。一个常被忽视的严酷现实是，大量中等至轻度镉污染的农田往往需要在实施修复措施期间或之后立即恢复农业生产以维持生计。这种"边修复边生产"的模式使修复后的土壤暴露于常规农业管理措施（特别是施肥）的干扰（Bolan et al., 2003, Wang et al., 2025）。此类干扰可通过酸化和离子竞争等机制重新活化先前固定的镉（Temminghoff et al., 1995, Zhou et al., 2025），从而在修复效果与农业生产需求之间造成根本性矛盾。因此，必须评估并确保修复措施在后续耕作中的抗干扰稳定性，以实现成功的应用。
值得注意的是，当前的研究范式往往将固定化和栽培割裂处理，要么专注于优化单一阶段的效率（Ma et al., 2023, Zhou et al., 2022），要么将修复后的土壤视为静态背景（Liu et al., 2025, Zhang et al., 2021, Zhou et al., 2022）。这种方法导致对修复-利用链中动态相互作用缺乏系统理解，特别是初始修复策略和后续施肥方案如何共同决定镉的最终归趋。以往研究表明，镉的植物有效性受根际化学性质以及根系吸收和转运过程的共同调控（Lux et al., 2011）。因此，高效的初始固定化并不必然导致植物镉积累成比例降低。这提出了一个关键问题：它们之间的关系是线性的，还是被根际过程非线性解耦的？
作为调控土壤元素形态和植物吸收的主要界面的根际微生态系统，为解决这一问题提供了有前景的途径。在该生态系统中，微生物功能的重塑被认为是促进污染物转化和拦截的关键（Zhao et al., 2023）。这一认识表明，在修复-利用链中，持续有机输入（例如用有机肥部分替代化肥）可能不仅依赖初始化学固定，而是通过定向调控根际微生物的功能潜力，实现协同的、长期的镉稳定和植物阻控（Wang et al., 2022, 2023）。然而，尚不清楚这种根际介导的生物拦截如何响应不同的修复-施肥组合，以及它是否能够阐明固定化与吸收之间潜在解耦现象的机制。
为弥补上述空白，本研究设计了一套涵盖固定化和栽培两个阶段的整合实验系统。本研究的主要目标不是比较传统材料；而是旨在：(1) 系统阐明不同固定化背景与施肥方案之间的交互效应，重点关注土壤镉固定化与植物镉积累之间可能存在的不一致性；(2) 一旦出现此类解耦现象，整合根际胞外聚合物（EPS）表征、功能基因注释和宏基因组组装基因组（MAG）重建等多维度证据，识别潜在的生物驱动因素；(3) 最终基于根际微生态调控，为修复后污染农田的安全利用提供新的策略视角和理论基础。
