土壤是农作物赖以生存的基础，全国土壤普查结果表明，我国耕地中，缺磷土壤面积占59.1%，有机质低于0.6%的土壤面积占13.8%，中低产田面积占耕地的79.2%。
在提高土壤肥力的诸多途径中，如何利用微生物改良贫瘩土壤、提高土壤肥力是农业科研领域的重大课题。氮和磷都是植物必需的大量元素，但土壤中的氮95%以上以有机物的形式存在，有机磷占土壤全磷的比例也比较大，有机氮和有机磷只有经过微生物的分解之后才有可能为植物所利用。
一、土壤养分
1.土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源，它还含有刺激植物生长的胡敏酸类等物质，由于它具有胶体特性，能吸附较多的阳离子，因而使土壤具有保肥力和缓冲性，它还能使土壤疏松和形成结构，从而改善土壤的物理性，另外土壤有机质还是土壤微生物必不可少的能源和碳源，因此，除低洼土壤外，一般的说，土壤有机质含量的多少，是土壤肥力高低的一个重要指标。土壤有机质含量的组成很复杂，主要包括三类物质：一是分解很少，仍然保持原有形态的动物和植物的残体；二是动植物残体的半分解产物及微生物代谢产物；三是有机质的分解和合成而形成的特殊有机物质一腐殖质。
2.土壤氮素的总贮量及其存在状态，与作物的产量在某种条件下有一定的正相关。土壤中氮素的积累，主要来源有四个方面，一是动植物残体的积累；二是有机或无机肥料的使用；三是土壤中微生物的固定；四是随着大气降水进入土壤中的氮素。土壤藻类的存在,无可争辩地证明是与氮含量的增加有关，早在1889年，Frank就对这种见解进行过简单而确实的试验，他确定在有藻类成长的砂培养中的氮，比在黑暗中没有培养藻类的为多。另有许多藻类虽然没有直接使土壤中的氮素有所增加，但它对土壤微生物的活动却有很大影响，因它能使其他固氮菌增加固氮的能力。目前世界上己知有70多种固氮蓝藻，我国己发现有10多种固氮蓝藻，蓝藻的固氮作用是通过细胞内固氮酶的活动进行的。
3.土壤全磷含量一般0.10一0.15%，在土壤全磷含量很低的情况下，土壤中有效磷的供应也常感不足，但是土壤全磷含量高的土壤，却不一定说明它已有足够的有效磷供应当季作物生长的需要，因为土壤中的磷大部分以难溶性化合物的形式存在,能被作物吸收利用的有效磷含量很低。因此从作物营养和施肥的角度来看，除全磷分析外，特别需要测定土壤中的有效磷含量，这样才能比较全面地说明土壤磷素肥力的供应状况。磷在土壤中的状况日益受到入们的关注，众所周知，以可变电荷矿物为主的酸性土壤对磷有较强的固定能力，外界施入土壤中的磷大部分当季不能被利用。我国在50年代中期,缺磷土壤只占耕地面积的1/4，而1993年已有70%的土地都缺磷了。如何提高土壤磷的利用率是目前许多土壤工作者十分关注的问题，生物学的方法无疑是一条值得探的途径。
二、土壤藻类
1.土壤藻的种类
有科学家认为土壤微藻作为土壤微生物的组成部分，指土壤表层、土表下层及与土壤形成、演替和与土壤组成有关的石生、水一陆生藻等各种类群的藻类集合群，在土壤中生长的藻类数量是相当可观的，在1克潮湿的森林土壤中可达3.27毫克，在深几厘米的1克土壤中,含有多达100000个的藻类个体，这表明在1公顷的土壤中存在有138公斤的藻类。土壤藻类中，无论在种类方面还是在数量方面，都以蓝藻及绿藻为多，其次是硅藻和黄藻，较少的还有裸藻和红藻。土壤蓝藻是土壤藻类中的一大类群，文献记载的土壤蓝藻有近40个属，除蓝藻外，其他的土壤藻类都是真核藻类，目前已经记载的土壤真核藻类有147属，其中绿藻类112属。
2.藻类的作用
（1）藻类是土壤中最先的有机物制造者，是土壤中生物的先行者；土壤藻类作为自养生物，能把无机物合成为有机物，增加土壤中的有机物含量，为其他微生物的生存提供营养，同时在光合作用中放出的氧气，对土壤中的生物有重大的意义，对通气不良的土壤尤其重要。有研究表明藻类的生长繁殖对于贫膺土壤有机质增加的效应是十分明显的。土壤藻类不仅在死后能使土壤有机物得到补充，而且在其生命活动过程中也能释放有机物，以充实土壤。我们可以利用作物生长期中的空地和土壤播种前后的时间，加入一定量的土壤微藻来补充创造一部分有机质，从而提高土壤质量。从这一点上看，利用土壤微藻增补土壤有机质，改善土壤pH值是值得重视的途径，尤其对那些含有机质很少的酸性贫瘩土壤会更加有效。
（2）固氮蓝藻能将空气中游离的氮气固定为有机氮进入土壤生境，增加土壤中的氮含量。
（3）己有研究表明藻类能够增加土壤中有效磷的含量,改善土壤中磷的供应状况。多数研究者认为：微生物之所以能够溶解磷矿粉等难溶性磷酸盐，一是由于在其代谢过程中产生的质子与铁、铝、钙、镁等离子的交换作用；二是由于有机酸类物质与这些离子结合，或发生沉淀反应，或发生络合反应，或发生鳌合反应，从而使磷酸根释放出来。另外土壤pH值对磷的有效性也有较大影响,在酸性条件下,土壤有效磷易被Fe、Al所固定，产生难溶性的Fe、AI磷酸盐，从而降低土壤磷的有效性。
（4）藻类在土壤中的出现，对土壤的结构也有影响，藻类一旦在土壤和沙漠中大量生长，它们就能向体外分泌以多糖为主的物质，从而粘结土壤颗粒和沙粒，形成结皮，在提供有机物和含氮量(主要由固氮蓝藻)、防止土壤侵蚀和土壤沙漠化以及沙丘固定等方面起着重要作用。