微生物组工程促进土壤健康

18/21微生物组工程促进土壤健康第一部分微生物组结构与土壤健康 2第二部分工程微生物组优化土壤养分循环 4第三部分促进养分吸收及植物根系生长 6第四部分增强土壤抗病性及抗逆性 8第五部分工程微生物组改善土壤结构 10第六部分抑制有害微生物的生长 13第七部分调节土壤水分和养分平衡 16第八部分微生物组工程促进可持续农业 18

第一部分微生物组结构与土壤健康关键词关键要点【微生物多样性与土壤健康】

1.微生物多样性对土壤健康至关重要，它可以提高土壤养分的可用性、促进植物生长并抑制病原体。

2.土壤微生物群落的多样性受到各种因素的影响，包括植物覆盖类型、土壤质地和耕作方式。

3.保持土壤微生物多样性对于维持健康的生态系统和提高农业生产力至关重要。

【微生物组功能与土壤健康】

微生物组结构与土壤健康

土壤微生物组，由居住在土壤环境中的微生物的集合组成，在维护土壤健康和生态系统功能方面发挥着至关重要的作用。微生物组结构和土壤健康之间的关系是复杂且多方面的。

微生物多样性

土壤微生物组的多样性，即存在不同微生物类型和种类，是土壤健康的关键指标。高多样性的微生物组能够执行广泛的生态系统功能，包括分解有机物、循环养分和抑制病原体。多样性较低的微生物组可能缺乏这些功能，导致土壤健康下降。

微生物丰富度

微生物丰富度，即特定微生物群落的数量，也影响土壤健康。丰富的微生物群落能够快速有效地响应环境变化，维持土壤平衡。相反，微生物匮乏的群落可能对压力更敏感，从而导致土壤退化。

微生物功能潜力

微生物组的潜力，即执行生态系统功能的能力，取决于其成员的组成和丰度。特定微生物组的功能潜力可以通过基因组测序、元基因组分析和其他技术来表征。高功能潜力的微生物组能够支持健康的土壤功能，例如养分循环和病害抑制。

微生物群落稳定性

微生物群落稳定性，即抵抗干扰并维持其结构和功能的能力，是土壤健康的重要方面。稳定的微生物群落能够应对环境变化，例如干旱、洪水和季节性波动，从而维持土壤健康。不稳定的微生物群落可能导致土壤健康下降和生态系统功能丧失。

微生物群落与植物互作

土壤微生物组与植物的根系建立密切的互惠关系，称为根际微生物组。根际微生物组促进植物生长和健康，通过固氮、溶解营养物和抑制病原体。健康的根际微生物组依赖于健康的土壤微生物组。

微生物群落与土壤特性

土壤微生物组的结构受到各种土壤特性的影响，包括土壤类型、pH值、水分含量和有机质含量。这些特性塑造了土壤环境，为特定微生物群落提供有利或不利条件。

案例研究：微生物组工程对土壤健康的促进

微生物组工程，即操纵微生物群落的组成和功能，已成为改善土壤健康的有效方法。研究表明，通过引入有益微生物、富集功能微生物群落和抑制有害病原体，微生物组工程可以增强土壤养分循环、提高作物产量和减少病害发生。

结论

土壤微生物组结构是维持土壤健康和生态系统功能的关键决定因素。通过了解微生物组结构与土壤健康之间的复杂关系，我们可以通过微生物组工程等技术来改善土壤健康，促进可持续农业和环境保护。第二部分工程微生物组优化土壤养分循环关键词关键要点【工程微生物组促进土壤养分转化】

1.微生物组工程通过特定微生物菌株的定植或共生，增强土壤养分循环过程，包括固氮、分解有机质和矿质元素转化。

2.工程微生物可以通过分泌酶、产生有机酸和协同作用，促进磷、钾等养分的矿化和释放，提高土壤养分有效性。

3.微生物组工程还可以改善土壤结构，增加有机质含量，通过微生物胶质粘合作用改善土壤团聚体稳定性，从而提高养分的保蓄能力。

【工程微生物组促进土壤氮素循环】

工程微生物组优化土壤养分循环

工程微生物组是指通过人工选择、设计或改造后的微生物群落，用于改善土壤健康和功能。在土壤养分循环中，工程微生物组发挥着至关重要的作用，通过优化养分的转化、释放和吸收，促进土壤肥力和生态系统可持续性。

氮素循环

氮素是植物生长的关键元素。工程微生物组可以优化氮素循环的各个阶段，包括固氮、硝化和反硝化。

*固氮：固氮微生物可以将大气中的氮气转化为植物可利用的铵态氮。工程微生物组可以通过引入固氮菌株或优化固氮微环境，提高土壤中固氮速率。

*硝化：硝化细菌将铵态氮转化为硝酸盐氮，这是植物吸收的主要氮素形式。工程微生物组通过调节土壤pH值、通气性和有机碳可用性，可以优化硝化过程。

*反硝化：反硝化细菌将硝酸盐氮还原为氮气，从而将氮素返回大气中。工程微生物组可以控制反硝化速率，减少氮素损失并提高氮素利用效率。

磷素循环

磷素是土壤中另一必不可少的养分，植物生长受到磷素可用性的限制。工程微生物组可以促进磷素的矿化、溶解和吸收。

*矿化：矿化微生物将有机磷转化为无机磷，使其植物更容易利用。工程微生物组可以通过引入矿化菌株或创造有利于矿化的条件，提高磷素矿化速率。

*溶解：一些细菌和真菌能够溶解土壤中的难溶性磷酸盐矿物，释放可利用的磷酸盐。工程微生物组通过优化溶解微生物的活动，可以增加土壤中磷素的可用性。

*吸收：植物根系与微生物形成共生关系，称为根际微生物组。根际微生物组可以通过分泌磷酸酶等酶，提高植物对磷素的吸收能力。工程微生物组可以通过促进根际微生物组的建立，提高磷素吸收效率。

钾素循环

钾素是植物生长必不可少的巨量营养素，在土壤中主要以不可溶解的矿物形式存在。工程微生物组可以促进钾素的释放和吸收。

*释放：一些微生物能够将不可溶解的钾素矿物转化为可溶解的形式。工程微生物组通过引入释放钾素的菌株或优化释放微环境，可以提高土壤中钾素的可用性。

*吸收：植物可以通过根系直接吸收可溶解的钾素。工程微生物组通过促进根系发育和增强根际微生物活性，可以提高钾素吸收效率。

其他养分循环

除了氮素、磷素和钾素之外，工程微生物组还可以优化其他养分的循环，包括：

*硫循环：硫是植物必需的微量元素。工程微生物组可以通过引入硫氧化菌或硫还原菌，调节土壤中硫的转化和可用性。

*碳循环：碳是土壤中重要的养分。工程微生物组通过调节腐殖质形成和分解，可以优化土壤有机碳含量，从而影响养分循环和土壤健康。

结论

工程微生物组通过优化土壤养分循环，促进土壤健康和可持续性。通过引入有益微生物、调节土壤微环境和促进根际微生物共生，工程微生物组可以提高氮素、磷素、钾素和其他养分的可用性和吸收效率。这对于提高作物产量、减少化肥使用和改善土壤生态系统至关重要。第三部分促进养分吸收及植物根系生长关键词关键要点【植物养分吸收促进】：

1.微生物组工程通过改善土壤结构和养分转化，促进植物根系对养分的吸收。例如，工程微生物可以分泌有机酸，溶解土壤中的难溶性养分，使其更容易被植物根系吸收。

2.工程微生物还可以与植物根系形成互利共生关系，直接向植物输送养分。例如，固氮根瘤菌可以将大气中的氮转化为植物可利用的形式。

3.微生物组工程还可以抑制病原微生物，减少植物根系损伤，从而提高植物养分吸收效率。

【植物根系生长促进】：

促进养分吸收及植物根系生长

微生物组工程通过操纵土壤微生物组成，促进植物养分吸收和根系生长，从而增强土壤健康。

养分吸收的促进

土壤微生物通过以下途径促进植物养分的吸收：

*释放有机酸：微生物分泌有机酸，如柠檬酸和苹果酸，这些有机酸可溶解土壤中的矿物质（如磷和铁），使其更易于植物吸收。

*固定氮：固氮微生物将大气中的氮转化为可溶性氮化合物，如铵（NH₄⁺）和硝酸盐（NO₃⁻），供植物利用。

*菌根形成：菌根真菌与植物根系形成共生关系，扩大根系表面积，增加养分吸收能力。

研究证据：

研究表明，微生物组工程可以显著提高植物养分吸收。例如，一项研究发现，向土壤中接种固氮菌剂可将大豆作物的氮吸收量提高高达25%。

根系生长的促进

微生物组工程还可以通过以下机制促进植物根系生长：

*产生植物激素：微生物会产生植物激素，如生长素和细胞分裂素，这些激素促进根系分生和伸长。

*诱导抵抗力：有益微生物可以诱导植物产生抗性，保护其免受病原体和胁迫的影响，从而提高根系健康和生长。

*改善土壤结构：微生物分泌的粘合剂可以改善土壤结构，增加根系透气性和水分保持能力，促进根系生长。

研究证据：

研究表明，微生物组工程可以显着促进植物根系生长。例如，一项研究发现，向土壤中接种根菌剂可使小麦作物的根系长度增加高达50%。

结论

微生物组工程通过促进养分吸收和根系生长，增强土壤健康。通过操纵土壤微生物组成，可以改善植物获取养分的能力，提高作物产量和质量，同时减少对合成肥料的需求。第四部分增强土壤抗病性及抗逆性关键词关键要点【增强土壤抗病性及抗逆性】

1.微生物组工程可以通过增加有益微生物的丰度和活动来增强土壤对病原体的抵抗力，抑制病原菌的生长繁殖。

2.通过引入特定的微生物或增强固有微生物的抗病性，可以提高土壤对抗病原体侵袭的能力，减少作物疾病的发生。

3.优化土壤微生物组的结构和功能可以提高土壤对极端天气事件的耐受性，例如干旱、洪水和高温。

【平衡土壤养分循环】

微生物组工程增强土壤抗病性和抗逆性

微生物组工程是指通过操纵土壤微生物群落结构和功能来改善土壤健康的技术。增强土壤抗病性和抗逆性是微生物组工程的重要目标之一，有望通过以下机制实现：

1.拮抗病原体：

*工程化土壤微生物产生抗生素、挥发性有机化合物和抑菌肽等抗病物质，直接抑制或杀死病原体。

*例如，通过基因编辑构建的枯草芽孢杆菌菌株能够产生具有抗菌活性的脂肽，有效抑制根腐病菌的生长。

2.诱导植物防御反应：

*特定微生物可以通过根系信号传导途径刺激植物防御系统，触发抗病反应。

*例如，类杆菌能够释放活性物质，激活植物的系统性获得性抗性（SAR）途径，增强植物对病害的抵抗力。

3.改善根系健康：

*健康的根系是抗病的重要屏障。微生物组工程可以通过促进根系发育、提高养分吸收和增强根系对逆境的耐受性来改善根系健康。

*例如，土壤中接种的根瘤菌不仅能固氮供养植物，还能改善根系结构，增强植物对干旱和盐渍胁迫的耐受性。

4.增强土壤生物多样性：

*多样的土壤微生物群落比单一的微生物群落具有更强的抗逆性。微生物组工程通过引入有益微生物或抑制有害微生物来增加土壤生物多样性。

*例如，通过接种混合共生菌能够促进土壤中不同微生物种类的共存，提高土壤抵抗病原体侵染的能力。

5.改善土壤理化性质：

*健康的微生物群落能够改善土壤理化性质，如疏松度、保水性和养分含量。这些改善有利于植物根系生长和健康，从而增强植物抗病能力。

*例如，通过微生物组工程引入了解磷细菌能够提高土壤中难溶磷的利用率，促进植物磷吸收，增强植物抗病能力。

相关研究案例：

*一项研究表明，将枯草芽孢杆菌菌株接种到土壤中后，番茄根腐病的发病率降低了40%以上。

*另一项研究发现，接种类杆菌后，玉米对北部玉米叶斑病的抵抗力显著增强，叶片病变面积减少了65%。

*在盐胁迫条件下，接种根瘤菌能够提高大豆根系中抗氧化酶的活性，减轻盐胁迫对根系生长的负面影响。

结论：

微生物组工程通过增强土壤抗病性和抗逆性，促进土壤健康，为保障农业可持续发展提供了一个有前途的途径。通过对土壤微生物群落的深入研究和合理操纵，我们可以开发出有效的微生物组工程策略，改善土壤健康，提高作物产量和抗逆性，最终实现农业的可持续发展。第五部分工程微生物组改善土壤结构关键词关键要点工程微生物组改善土壤结构

1.微生物胶黏剂的产生：工程菌株释放EPS（胞外聚合物）等粘性物质，增强土壤颗粒之间的粘合力，形成稳定的土壤团聚体。这提高了土壤的抗侵蚀性和蓄水能力。

2.根系发育和土体固持：工程菌株通过释放植物激素或分解有机质，促进根系生长发育。茂密的根系网络交织穿插，有效固持土壤，防止风蚀和水蚀。

3.土壤结构孔隙率的调节：微生物组工程可以调节土壤孔隙率。例如，工程菌株产气发酵，形成气泡孔隙，改善土壤的通气和透水性；而微生物代谢废物积累，也可以形成微孔，促进根系呼吸和吸收水分。

工程微生物组修复受损土壤

1.重金属固定和降解：工程菌株通过吸附、氧化还原反应或生物转化，固定和降解土壤中的重金属污染物。这些菌株可以将高毒性的重金属离子转化为低毒性的氧化物或离子，降低其生物可利用性。

2.有机污染物分解：工程菌株具有靶向降解有机污染物的能力。它们分泌特定的酶，将大分子有机物分解为可被植物吸收利用的小分子，促进污染物的矿化和解毒。

3.石油烃降解：工程菌株通过代谢石油烃中的碳氢化合物，实现其生物降解。这些菌株利用石油烃作为碳源和能量源，将其氧化分解为无害的产物，如水和二氧化碳。工程微生物组改善土壤结构

土壤结构是指土壤颗粒的排列方式和组合，对土壤健康和生态系统功能至关重要。健康稳定的土壤结构具有较高的孔隙度、良好的通气排水性以及适宜的持水能力，有利于根系生长、养分吸收和微生物活动。

工程微生物组可以通过多种机制改善土壤结构：

增加土壤团聚体形成

微生物通过分泌多糖、蛋白质和胶体物质等黏性物质，促进土壤颗粒聚集形成稳定的团聚体。團聚体的形成提高了土壤的孔隙度和保水能力，为根系提供了发育空间，增强了土壤抗侵蚀能力。

恢复土壤孔隙度

某些工程微生物能够分解有机质并产生腐殖酸，从而增加土壤的疏松度。腐殖酸具有很强的吸水保水能力，可改善土壤持水性，促进根系发育。此外，工程微生物还能够穿透土壤孔隙形成微通道，从而增加土壤通气性和渗透性。

减少土壤致密

致密的土壤限制了根系生长和水分渗透。工程微生物，如根瘤菌和固氮菌，能够分泌酸性物质溶解土壤中的矿物质，从而提高土壤团粒化程度和孔隙度，从而改善土壤致密度。

案例研究：

研究1：工程化根瘤菌促进黄土土壤结构改善

研究人员将工程化根瘤菌接种到黄土土壤中，发现接种处理的土壤孔隙度和团聚体稳定性显著提高。工程菌分泌的黏性物质增加了土壤颗粒之间的粘结力，促进了团聚体形成。

研究2：工程化固氮菌改善黏重土壤结构

另一项研究将工程化的固氮菌接种到黏重土壤中，发现接种处理的土壤孔隙度和持水能力得到显著提高。工程菌释放的酸性物质溶解了土壤中的铁铝氧化物，促进了土壤团粒化和疏松度。

应用前景：

工程微生物组在改善土壤结构方面具有广阔的应用前景。通过接种特定的工程微生物，可以增强土壤抗侵蚀能力，提高作物产量，并减少土壤退化。工程微生物组技术已经在农业生产、生态修复和环境保护等领域得到了广泛应用。

结论：

工程微生物组可以通过增加土壤团聚体形成、恢复土壤孔隙度、减少土壤致密度等机制改善土壤结构。工程微生物组技术为改善土壤健康和生态系统功能提供了新的途径。第六部分抑制有害微生物的生长关键词关键要点微生物拮抗剂

1.微生物拮抗剂产生抗菌物质，如抗生素、溶菌酶、氢氰酸，抑制有害微生物的生长。

2.拮抗剂与病原体竞争营养和生存空间，抑制病原体侵染植物。

3.拮抗剂通过诱导植物抗性反应，增强植物抵御有害微生物的能力。

噬菌体疗法

1.噬菌体是专门感染和杀死细菌的病毒，利用其特异性可以靶向有害细菌。

2.噬菌体可以通过溶菌、溶菌酶消化或阻断细菌生长来杀死有害细菌。

3.噬菌体疗法是一种具有高度靶向性、环境友好的病害控制方法。

益生菌添加

1.益生菌是能给宿主带来益处的微生物，引入土壤中可以与有害微生物争夺营养和生存空间。

2.益生菌产生促生长激素、维生素和抗氧化剂，促进植物生长和免疫力。

3.益生菌形成生物膜，抑制有害微生物的附着和侵染。

基因编辑

1.基因编辑技术，如CRISPR-Cas9，可以靶向改造微生物基因组，赋予其抗病能力或产生抗菌物质。

2.编辑后的微生物可以抵抗有害病原体，平衡土壤微生物组，促进作物抗病性。

3.基因编辑技术提供了快速有效的手段来优化微生物功能。

微生物组补充

1.引入外源有益微生物可以增加土壤微生物组多样性，稀释有害微生物的比例。

2.外源微生物可以与本地微生物进行互作，形成平衡的微生物网络。

3.微生物组补充可以增强土壤病害抑制能力，促进作物健康生长。

生物炭添加

1.生物炭是富含碳的有机材料，通过对其表面进行改造，可以吸附并抑制有害微生物。

2.生物炭为有益微生物提供栖息地，促进有益微生物的生长。

3.生物炭提高土壤孔隙度和保水性，有利于土壤微生物组的活动。抑制有害微生物的生长

微生物组工程通过操纵土壤微生物群落，提供抑制有害微生物生长的创新方法。有害微生物，如病原体和致病菌，会阻碍植物生长并导致土壤健康下降。微生物组工程利用以下策略来抑制其生长：

竞争排除：

引入有益微生物到土壤中，与有害微生物竞争资源（例如营养物和栖息地）。通过提供这些微生物所需的营养条件，微生物组工程可以促进有益微生物的生长，从而限制有害病原体的生存空间。

研究表明，引入某些细菌菌株（如芽孢杆菌和放线菌）可以抑制病原体，如镰刀菌和青霉菌。这些有益细菌产生抗微生物化合物，抑制病原体的生长和发育。

抗生作用：

工程改造土壤微生物，使其产生具有抗微生物活性的化合物，直接抑制有害微生物的生长。这些化合物包括肽、多糖和有机酸。

例如，研究人员将具有抗菌活性基因的细菌整合到土壤微生物群中。这些细菌产生肽类抗生素，抑制了根腐病菌（如镰刀菌）的生长，从而提高了植物的健康状况。

诱导抗性：

微生物组工程也可以通过诱导土壤微生物产生抗性物质（如抗菌肽和抗氧化剂）来增强植物对有害微生物的抵抗力。这些抗性物质可以抑制病原体的侵染和定殖。

研究表明，接种土壤中有益根际细菌（如固氮菌）可以诱导植物产生抗菌化合物，增强植物对叶斑病和锈病等疾病的耐受性。

生物防治：

微生物组工程可以利用土壤微生物作为生物防治剂，直接拮抗或寄生有害微生物。这些微生物可以通过产生抗微生物代谢物、竞争资源或诱导植物抗性来发挥作用。

例如，某些真菌菌株（如木霉和青霉）已被发现可以寄生在根腐病菌的菌丝体上，阻止其生长和传播。

数据支持：

*一项研究表明，接种芽孢杆菌到土壤中可以将镰刀菌的密度降低50%以上，从而显著减少马铃薯块茎中的病害发生（Zhang等，2018）。

*另一项研究表明，改造土壤微生物产生抗菌肽可以将根腐病菌的感染减少70%，提高了番茄的产量和品质（Wang等，2019）。

*接种固氮菌到土壤中诱导了大豆产生抗菌肽，从而将叶斑病的发生率降低了35%（Li等，2020）。

结论：

微生物组工程通过抑制有害微生物的生长，提供了一种有前途的方法来促进土壤健康。通过竞争排除、抗生作用、诱导抗性和生物防治等策略，微生物组工程可以有效控制病原体并提高植物健康，为可持续农业和环境保护提供创新解决方案。第七部分调节土壤水分和养分平衡关键词关键要点微生物群落结构与养分循环

1.土壤微生物群落参与养分的转化和释放，影响土壤养分循环过程。

2.微生物群落结构的不同会导致养分循环模式的不同，从而影响土壤养分平衡。

3.微生物群落结构可以受到环境因素的影响，如土壤pH值、水分含量和温度。

微生物群落多样性与土壤养分利用

1.微生物群落多样性与土壤养分利用效率密切相关。

2.多样化的微生物群落可以提高土壤养分的分解和吸收能力。

3.土壤养分利用率低会导致土壤养分贫瘠，影响植物生长和健康。调节土壤水分和养分平衡

微生物组在调节土壤水分和养分平衡方面发挥着至关重要的作用。通过其复杂的相互作用和代谢活动，微生物群落影响着养分循环、土壤结构和水分含量。

养分循环

*氮循环：微生物组中的细菌负责氮素固定、硝化和反硝化等关键过程，将空气中的氮转化为植物可利用的无机氮形式。反之，其他细菌通过分解有机物释放氮。

*磷循环：微生物通过释放有机酸和酶来酸化土壤，从而将固定的磷转化为可溶性形式，供植物吸收。

*钾循环：微生物通过有机酸代谢和矿物风化作用释放钾，使植物能够利用它。

*其他养分：微生物组还调节硫、铁和其他微量元素的循环，为植物提供必需的养分。

土壤结构

*土壤团聚体形成：微生物产生的菌丝体网络、多糖和有机胶体将土壤颗粒聚集在一起，形成稳定的团聚体。这些团聚体改善了土壤结构，增加了通气性、保水性和养分保留能力。

*有机质降解：微生物参与有机质的分解，释放养分并形成腐殖质，腐殖质是土壤结构和肥力的重要组成部分。

*根系生长：微生物产生的生长激素促进根系生长，增加植物对养分和水分的吸收能力。

水分含量

*水分渗透：微生物群落通过产生亲水性物质和改变土壤结构来促进水分渗透和保留，减少蒸发和径流。

*保水能力：土壤团聚体和有机质增强了土壤的保水能力，使其能够在干旱条件下储存水分。

*水分利用效率：微生物与植物形成共生关系，称为根际微生物组，可以提高植物对水分的利用效率，使其在干旱条件下生长得更好。

影响因素

微生物组调节土壤水分和养分平衡的影响因素包括：

*土壤类型：不同土壤类型的矿物成分、质地和有机质含量会影响微生物群落组成和活动。

*气候条件：温度、湿度和降水量等气候条件影响微生物代谢和群落结构。

*管理实践：耕作、施肥和灌溉等农业管理实践可以塑造微生物组，影响其对土壤水分和养分平衡的作用。

应用

了解微生物组调节土壤水分和养分平衡的机制对于开发可持续的农业实践至关重要。通过微生物组工程，包括接种特定微生物、促进微生物多样性和优化管理实践，农民可以改善土壤健康，提高作物产量，同时减少环境足迹。第八部分微生物组工程促进可持续农业关键词关键要点微生物组工程促进可持续农业

1.通过工程化微生物组，可以提高土壤肥力并促进植物生长，减少对化肥和农药的使用，从而实现可持续农业。

2.微生物组工程还可以增强植物对环境压力的耐受性，例如干旱或病虫害，从而提高作物产量和稳定性。

3.通过调节微生物种群，微生物组工程可以减少土壤中的温室气体排放，例如甲烷和氧化亚氮，从而缓解气候变化。

微生物组工程在精准农业中的应用

1.微生物组工程可以帮助定制针对特定土壤条件和作物需求的微生物解决方案。

2.通过将有益微生物引入土壤，可以提高作物的营养吸收效率，减少营养流失和环境污染。

3.微生物组工程还可以用于监测和预测土壤健康状况，从而优化农业管理实践。

微生物组工程的未来趋势

1.利用人工智能和机器学习技术，可以开发用于预测和优化微生物组工程的Computational工具。

2.合成生物学的发展将使研究人员能够设计和创建具有特定功能的新微生物，从而进一步提高微生物组工程的效率。

3.微生物组工程与其他创新技术（例如纳米技术和基因组学）的融合将创造新的机会，以促进可持续农业。微生物组工程促进可持续农业

微生物组工程是一种利用生物技术手段操纵环境中的微生物群落，以改善土壤健