综述：根际微生物靶向矿化-动员动态平衡的机制：未来根际土壤健康的必要性

本综述系统阐述了根际微生物通过酶促矿化（如胞外酶介导的有机质分解）、酸化动员（如有机酸螯合Ca2+/Fe3+）及共生协同（如AMF-PSB-固氮菌互作）维持矿化-动员平衡的核心机制，强调了根际工程与微生物组编辑对应对气候变化、实现可持续农业（SA）和土壤健康（SH）的关键意义。

　　

酶促途径：微生物驱动的养分转化引擎

土壤微生物通过酶促反应将有机质转化为无机养分，这一过程称为矿化（mineralization）。例如，异养细菌和真菌分泌胞外酶（如纤维素酶、蛋白酶、酸性磷酸酶）分解复杂有机物质，释放铵（NH₄⁺）、磷酸根（PO₄^3-）和硫酸根（SO₄^2-）等植物可吸收形态。硝化菌（如Nitrosomonas）和古菌（如Nitrosopumulus）进一步将铵转化为硝酸盐（NO₃^-），完成氮循环关键步骤。

根际分泌物：微生物活动的“指挥家”

植物根系分泌的糖类、氨基酸、酚类及次生代谢物（如黄酮类）不仅作为化学引诱剂招募特定微生物，还调控其基因表达。例如，有机酸阴离子促进根际细菌合成酸性磷酸酶和铁载体（siderophores），而豆科植物分泌的黄酮类化合物激活根瘤菌的nod和nif基因，驱动生物固氮。

共生微生物联盟：协同作战的营养网络

从枝菌根真菌（AMF）与解磷细菌（PSB）、固氮菌（diazotrophs）形成功能互补的共生体系。AMF菌丝扩展至根际外围获取磷和微量元素，PSB（如Bacillus megaterium、Pseudomonas putida）通过分泌葡萄糖酸、草酸等有机酸溶解矿物磷，固氮菌（如Rhizobium）则提供氮源。这类合成营养联盟（syntrophic consortia）创造富含酶活性和养分流的微区，提升土壤抗逆性。

abiotic胁迫：平衡的破坏与重建

干旱、盐胁迫及污染物（如重金属）通过改变微生物生理活性和酶动力学，破坏矿化-动员平衡。例如，盐渍化抑制Pseudomonas monteiliiMN659菌株的铁载体合成（降低80.36%），导致铁元素生物有效性下降。农业管理措施（如过量化肥）同样加剧微生物群落失衡和养分循环障碍。

生物技术：精准调控平衡的新工具

基因编辑（如CRISPR-Cas9）和微生物组工程可定向改造菌株功能，例如增强Aspergillus niger的有机酸合成能力或优化Geobacter的Fe³⁺还原效率。生物制剂（bioformulations）如包埋PSB-AMF的复合菌剂，已在退化土壤中验证其提升磷利用率的功效。人工智能（AI）和量子土壤传感器则实现养分动态的实时监测与预测。

未来展望：从地球土壤到星际农业

趋势分析表明，2025–2125年研究将聚焦先进土壤技术（如自修复土壤）和空间农业接口（如地外 terraforming 基质系统）。微生物组工程与碳封存（carbon sequestration）技术的融合，将为应对全球粮食安全和环境可持续性挑战提供跨维度解决方案。