氮素是合成蛋白质及核酸等成分的最主要物质。生物体中大约含有10%~15%的氮素,这种元素每年的转化数量约在109吨到1010吨之间,而每年通过生物固氮所提供的氮素高达4×108吨。下图为微生物在氮素循环中的作用,请回答有关问题:
(1)大气中的N2变成植物体内的氮需要____________等微生物的共同作用,而动植物遗体中的氮回归大气中需要在无氧条件下由_____________细菌的作用来完成。
(2)固氮微生物有根瘤菌,属于共生固氮微生物,其代谢类型为_______,在生态系统中的地位是_________;圆褐固氮菌属于自生固氮微生物,代谢类型为___________,在生态系统中的地位是_________,它除具有固氮作用外,还能分泌吲哚乙酸,它在植物体内被称为______________,其作用是___________、___________。固氮能力较强的是__________。
(3)目前粮食短缺已成为全人类面临的一个重大危机,因此科学家们设想让水稻、玉米等农作物也能自行固氮,这样既能提高粮食的产量,又能减少环境的污染。请问如何实现这一设想?