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？