综述：理解土壤微生物群的作用及其与环境的相互作用以确保未来世代的可持续发展

这篇综述系统阐述了土壤微生物群（microbiota）在促进可持续农业中的核心作用，揭示了其通过固氮（N2 fixation）、矿化（mineralization）和激素分泌等机制直接或间接增强植物生长的生态功能。作者强调微生物-植物互作（plant-microbe interaction）对应对气候变化和粮食安全的战略意义，并指出当前理论、方法与实践的瓶颈，为生物肥料（biofertilizers）和微生物组工程（microbiome engineering）的未来研究提供方向。

　　

Abstract
土壤微生物群是由细菌、放线菌（actinobacteria）、古菌（archaea）、真菌、原生动物等组成的复杂生态系统。这些微生物通过促进养分矿化、溶解和固定，分泌植物激素（phytohormones）和铁载体（siderophores），与植物根系形成互利关系，成为可持续农业的基石。面对2050年全球97亿人口的粮食需求，微生物驱动的低化学输入农业模式成为解决生态退化与产量矛盾的关键。

Introduction
全球人口每秒新增4.3人，2050年将达97亿。传统农业依赖化肥农药导致土壤退化，而土壤微生物群通过氮循环、磷钾溶解（P/K solubilization）和病原抑制（pathogen suppression）等功能，可减少70%的化学投入。微生物组（microbiome）的天然抑病性通过调控微生物网络（microbial network）增强，例如芽孢杆菌（Bacillus）和菌根真菌（mycorrhizal fungi）的协同作用能提升作物抗逆性。

Current knowledge on sustainable agriculture and environment
气候变化通过温度波动和降水模式改变影响土壤微生物活性。例如，升温加速有机质分解（SOM decomposition），但长期干旱会降低微生物多样性。温室气体（GHG）排放与土壤微生物的甲烷氧化（methanotrophy）能力直接相关，凸显微生物调控在碳封存（C sequestration）中的潜力。

Soil microbiota as a key player
根际微生物（rhizobacteria）如固氮螺菌（Azospirillum）通过ACC脱氨酶（ACC deaminase）降低植物乙烯胁迫，而丛枝菌根（AMF）通过扩大根系吸收面积提高水分利用率。微生物代谢产物如吲哚乙酸（IAA）和赤霉素（GA₃）直接刺激植物生长，其效果在盐碱土（saline-alkali soil）中尤为显著。

Impact on human health
土壤微生物通过生物强化（biofortification）增加作物锌、铁含量，缓解隐性饥饿（hidden hunger）。例如，铁载体（siderophore）产生菌可将谷物铁含量提升30%，而致病菌（如大肠杆菌E. coli）的传播与土壤微生物失衡呈正相关。

Adaptation to climate change
微生物通过水平基因转移（HGT）和表观遗传调控（epigenetic regulation）快速适应胁迫。在干旱条件下，放线菌（Actinobacteria）的孢子形成（sporulation）基因表达上调，而蓝细菌（Cyanobacteria）通过分泌胞外多糖（EPS）维持群落稳定性。

Future directions
亟待突破的领域包括：1）微生物群落动态的AI预测模型；2）合成微生物组（SynComs）的田间稳定性；3）CRISPR编辑的工程菌株（engineered strains）生态风险评估。通过整合多组学（multi-omics）和纳米载体（nano-carriers）技术，微生物农业有望在2030年前减少50%化肥使用量。