土壤健康是农产品安全和人类健康的基础。随着我国工农业的迅速发展和现代化进程的不断推进，土壤污染问题日益严重，已严重威胁到环境安全和人类健康。微生物是土壤生命力的主要承担者，微生物修复技术是确保土壤恢复生命力的重要举措。现阶段我国已经在微生物土壤修复方面取得了一定的成绩，若能在现有生物修复技术的基础上继续加强高效稳定菌株的筛选和驯化，增强微生物修复土壤的生物指示和生态调控作用，拓宽其技术化应用范围，加强产品的监管，则微生物在土壤修复领域的应用效果将有望达到新的高度。
　　
土壤微生物：
   土壤生命力的担当者
     
  　　土壤是生命的摇篮，能供给植物生长所必须的水分、空气和养分。健康土壤需要具备3个特征：良好的团粒结构、充足的化学肥力和丰富的微生物量及活性。土壤微生物决定着土壤健康，是农产品质量和产量的重要贡献者。微生物聚集成微菌落，分布在土壤颗粒和有机质表面及植物根系，广泛参与土壤中营养元素的循环。土壤微生物分泌的粘性物质和真菌菌丝是土壤颗粒形成的重要介质。此外，土壤微生物产生的多种酶广泛参与土壤中的生物化学反应，对维持土壤生态系统的稳定至关重要。因此，土壤微生物是植物营养的源和库，是土壤生命力的主要担当者。
  　　近年来，随着国民经济水平的不断提高，环境污染问题日益加剧，工业“三废”与生活污水的不合理排放、农药与化肥的过量使用等破坏了土壤生态系统的稳定性，造成了土壤板结、酸化、养分流失及土传病害的加剧，同时土壤微生物的群落结构遭到严重破坏。由此，农业生产力受到严重影响，导致农作物产量和品质下降，引发一系列食品健康和安全问题。然而，现有的物理修复技术和化学修复技术对生态环境的影响较大，难以在短期内进行大规模应用，因此，选择更为适宜的农业环境修复技术是解决问题的关键所在。微生物在维护土壤健康、保障土壤可持续利用进而调控生态安全等方面都发挥着重要作用，将微生物修复技术应用于土壤生态系统的修复中，是确保土壤恢复生命力的重要举措。  
　　　　　　　　　　　　
微生物多途径修复土壤污染
   
　　  微生物对土壤有机污染物的降解主要是通过分泌有降解功能的胞外和胞内酶来实现的，依赖于氧化还原作用、基团转移作用、水解作用等来降解和转化土壤中的有机污染物。例如，一些假单胞菌和白腐真菌能够通过自身分泌的双加氧酶、单加氧酶和过氧化物酶等来降解土壤污染物中的多环芳烃，此类有机污染物降解菌不仅能够直接作用于靶标物质，将土壤中的污染物分解，还能通过间接降解的方式，利用污染物中的碳源有机质进行代谢。此外，微生物还通过改变环境pH和产生辅助因子，使土壤有机污染物分解。
  　　修复土壤的重金属污染也是农业环境修复中不可忽视的问题，微生物的细胞壁可提供氨基、羧基、羟基等多种官能团，通过螯合作用与重金属离子进行配位，从而对重金属进行钝化，减少其在土壤中的游离状态，进而降低其毒性。此外，微生物还能对重金属进行生物转化，主要包括一些氧化还原、甲基化、去甲基化作用。例如，某些特定的细菌能够分泌汞还原酶和汞裂解酶，将化合态的汞转化为低毒性的挥发态，从而降低毒性。
  　　此外，肥料长期过量施用引起土壤中氮、磷等营养元素的固定和聚集，造成土壤环境的酸化和板结。而土壤微生物中的固氮菌能够利用其自身的固氮酶，将大气中的氮气转化为化合态氮，解磷菌能溶解土壤中难溶性的磷素，解钾菌能活化土壤中固定态的钾，诸如此类的微生物能通过自身的代谢作用提供给植物易于利用的营养，从而提高养分的利用率，达到减施化肥的效果，降低化肥对土壤生态系统的危害。

加大基础研究及产品规范化管理
    
　　  一些发达国家早在20世纪就广泛致力于土壤环境的修复。例如，欧洲早在2006年即提出了“欧洲土壤保护主题战略”，加州环保局在2008年发布了《重金属污染土壤成熟修复技术指南》，目前土壤修复已经发展成具有良好前景的产业。
　　  2016年5月28日，我国颁发了《土壤污染防治行动计划》，实施后的两年时间里，至少有10项有关土壤污染防治的国家政策相继出台，为我国土壤污染防治提供了强大坚实的靠山。尤其是2019年1月1日，《土壤污染法》正式实施，表明了我国进行土壤修复的决心。我国已经构建了高效农药降解菌株的筛选技术，建立了微生物修复剂制备技术，众多的土壤调理剂和土壤修复菌剂产品也相继问世。例如，作为一种新型绿色肥料，腐植酸不仅可以通过影响植物代谢等调控植物的生长发育，还能有效提高土壤的生物肥力。腐植酸通过调节植物根际及内生菌的群落结构，促进有益菌生长并抑制病原菌的繁殖，提高土壤多种酶的活性（如脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶等），从而促进土壤中碳氮磷及微量元素的循环。腐植酸还能作为微生物菌剂的载体，增加菌剂的效果及贮存期。诸如此类的高效土壤调节剂类产品的开发受到了研究者的关注及市场的认可。
  　　目前，虽然微生物修复技术发展迅速，相关产品种类繁多，但实现微生物对土壤的修复仍存在一定的局限性。首先，微生物修复技术治理土壤污染所需的时间相对较长，对技术的要求也较高；第二，在实际应用过程中，功能微生物的种类多且存在不稳定性，降解作用具有一定的局限性；第三，功能微生物与土著菌株的竞争作用可能受到环境因素的影响，环境改变可能会导致微生物生理状态乃至功能的退化。
  　　综合以上问题，土壤微生物修复技术还需在进一步加强基础研究的同时开发更有效的产品，重视发展相关技术：首先应在挖掘现有微生物资源的基础上继续筛选和驯化稳定的降解菌株，并广泛开展应用研究以获得更为高效和稳定的产品；鉴于土壤复合污染的普遍性和复杂性，产品应以多功能的微生物菌剂为主要方向；微生物检测需要借助专业设备及技术，所以应建立严格的产品质量检测技术，并加大监管力度，防止假冒伪劣产品进入市场；土壤微生物对土壤健康的生物指示作用及其生态调控机制也有待加强梳理和深化研究，以实现土壤调理剂产业的可持续发展；由于实验室理想条件和存在众多干扰因素的现实条件的差异，微生物修复工程化技术必须融合环境工程、环境化学和土壤学等多学科知识，开发针对性强、高效快捷的微生物修复技术，以进一步实现微生物修复的工程化应用。