活性氧（ROS）作为超氧自由基（O₂⁻）、过氧化氢（H₂O₂）和羟基自由基（•OH）等氧化活性分子的统称，广泛存在于各类环境介质中。它们不仅是驱动碳循环、元素转化和污染物降解的关键生物地球化学因子，还参与调控生物生理过程（如微生物呼吸与矿质氧化）。传统观点认为ROS主要通过光化学反应产生，但近年研究发现，在无光条件下（如深海、地下水层）仍存在显著的暗反应ROS生成。值得注意的是，根际微域——植物根系与土壤相互作用的动态界面——因其独特的理化性质（有机质富集、微生物活性高、氧化还原梯度显著）已成为ROS的新兴热点区域。植物根系释放的分泌物与微生物、矿物间的复杂互作，可诱导非光化学途径的ROS生成机制，如电子传递、铁循环及酚类物质氧化，预示着根际ROS在陆地生态系统中具有未充分发掘的生态功能。
尽管根际被证实为ROS的潜在"热点"，其时空动态与调控机制仍存在关键知识短板。首先，根系发育的异质性对ROS生产的影响尚未厘清：不同根序（初生根/侧根）分泌物成分与释放速率的差异，可能通过改变微生物群落结构、酶活性及氧化还原组分（如水溶性酚类、溶解性有机碳），差异调控ROS的生成路径与强度，然而这种时空演化规律缺乏原位实证。其次，环境因子的协同作用机制不明：温度（通过影响根系分泌物释放）、水分（调控微生物活性与扩散）和氧气（作为直接底物）可能共同塑造ROS的生产格局，但三者如何通过改变根际微环境间接或直接影响ROS生成，尚无系统研究。此外，ROS对有机污染物的转化潜力被严重低估，特别是对多环芳烃（PAHs）等高毒性物质的降解贡献不明，阻碍了根际过程在污染修复中的应用。
PAHs作为典型持久性有机污染物，其传统植物修复机制主要聚焦于微生物降解与植物吸收，而ROS介导的非生物氧化路径长期被忽视。此前研究表明，PAHs可通过诱导植物胁迫响应间接刺激ROS生成，形成"污染物-植物"的正反馈循环，但这一过程在根际微域中的具体贡献、分子机制及环境调控因素仍未量化。该研究以玉米（高效PAHs修复作物）为模型，通过解耦根系发育时序环境条件变量（温度、水分、氧气），揭示ROS的空间迁移规律（从初生根向侧根转移）与最佳生产阈值（25℃+45%水分）；同时首次量化ROS对PAHs降解的贡献率（31.4–43.3%），填补根际ROS的生成机理解析与污染修复应用间的关键空白，为定向强化植物修复技术提供新策略。