全球农业生产面临重大挑战，包括城市化、土壤退化、环境污染及对粮食需求的增长。为应对这些挑战，实现可持续发展目标，寻找替代传统化肥的新型肥料成为迫切需求。微生物肥料，特别是植物根际促生菌（PGPR），因其生态友好性和土壤改良能力受到关注。然而，PGPR在土壤中的存活率受气候变化和非生物胁迫影响，限制了其大规模应用。生物材料因其良好的生物相容性和生物可降解性，被视为有潜力的微生物封装剂。当前，生物肥料面临与本地土壤微生物群竞争、成本效益不高、制备时间长、微生物活力丧失及长期保存困难等问题。因此，开发新型、低成本、简单的微生物封装剂，以长期保持PGPR活性、帮助其定殖并提高促生效率，成为当前亟待解决的问题。

  微生物肥料，特别是植物根际促生菌（PGPR）被认为是潜在的有益微生物，能与植物形成共生关系，促进植物生长，增强免疫力，改善土壤环境。然而，PGPR在土壤中的存活率受气候变化和非生物胁迫影响，限制了其大规模应用。工程材料可以与根瘤菌圈相关微生物群动态互动以改善植物健康，同时减少传统肥料施用量并提高作物产量。值得注意的是，虽然某些材料可以附着各种生物活性物质和微生物，从而促进向特定细胞类型或细胞器的定向输送，且不受植物细胞类型的限制，但存在一些问题，比如合成过程复杂，对植物细胞有潜在毒性，在植物复杂的生物环境中可能面临稳定性问题，这可能会降低其整体输送效率。

  目前，一些生物肥料菌株与本地土壤微生物群落相比缺乏竞争优势，难以发挥其促生作用。另一方面，一些用于生物肥料的封装剂面临着成本效益不高、制备时间长、导致微生物活力丧失、无法长期保存以及不适合大规模使用等问题。另一个重要问题是，菌株封装后必须适合在相应植物物种的组织中定殖，并能在接受环境中表现出所需的促生功能，这对某些生物肥料来说是一个重大挑战。

  综上，该研究开发了一种基于生物材料的方法来封装、保存和输送 PGPR。这种价格低廉、易于制备的PMH可以长期保持PGPR的活性，促进内源 PGPR在植物根系的中柱部位定殖，影响植物激素的分泌和木栓质的沉积，增强植物的抗氧化活性和代谢能力，从而促进植物生长，并抵御酸性环境。因此，这种微生物包埋策略是保护脆弱内生微生物的有前景的方法，为可持续农业提供了新的途径。

  原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-56988-3