一、土壤组成
土壤是一种由风化的母岩、有机物质、土壤生物、空气、水分等组成的统一体。在各个组成部分之间,正如自然界其他一切事物之间一样，是经常不断地处在相互联系、相互依赖、相互制约之中的，它们在相互联系中所起的质量变化，规定着土壤的发育和肥力状况，但其中起主导作用的是土壤生物,特别是土壤微生物。土壤是微生物生息的大本营，其中含有丰富的微生物资源，土壤生物多样性成为调节土壤生物肥力的重要因素。土壤微生物是土壤肥力形成和持续发展的核心动力。在土壤形成的最初阶段，利用光能的地衣等微生物参与了岩石的风化，开始使其成为具有生命的初体。而后也是在微生物的参与下，通过植物长期对养分的富集以及在微生物的作用下形成的腐殖质使土壤性质发生改变，土壤肥力不断提高。
二、土壤微生物
1.微生物生物量是指土壤有机质中的有生命成分，但不包括大型动物和植物根系。土壤有机质(有机全C)是土壤的最重要组成部分之一，微生物生物量与土壤有机质含量有紧密的联系。由于微生物生物量的周转较快，其可以在土壤全C变化被有效测定之前反映土壤的变化，所以微生物生物量可被用作土壤生物指标。微生物生物量通常被用于估计土壤的生物状态，但其对评价土壤状态也是至关重要的，因为其能够反映土壤中的能量循环和养分的转移与运输。微生物生物量C在区别长期与短期土壤处理方面也非常敏感，其同时还不受无机N的直接影响，这是微生物生物量用作土壤生物指标的一大优势，尤其对农业系统。
2.土壤含有极丰富的微生物资源，在各个地区不同类型的土壤中，广泛地分布着各类微生物的代表属、种,在地带不同，成土母质也截然不同的土壤中，微生物区系可以有明显的差别，然而，在局部生态条件相似的不同地区，土壤中微生物种类和组成可能是极为相似的。各种微生物在土壤中的生存和消长受温度、湿度、土壤酸碱度、通气状况、有机质含量等生态因素的影响。
3.土壤作为植物生产的基地，动物生产的基础，农业的基本生产资料，人类耕作劳动的对象而与社会经济紧密联系，其本质是肥力。土壤肥力也正是土壤各方面性质的综合反映，体现了其在农业生产和科学研究中的重要地位。土壤肥力的高低直接影响着作物生长，影响着农业生产的结构、布局和效益等方面。
藻类是分布最广、结构最简单的光合生物，在世界上许多地方的不同生境中都可以找到藻类，土壤藻类更是普遍发生，可以说“有土壤的地方，就有藻类生长”。土壤藻类具有多种功能，可以在积累土壤有机物质、转化无机盐、形成有结构的土壤、防止土壤的冲刷、刺激土壤微生物的活动、改善土壤的通气状况、碱化土壤环境、加速高等植物根系的发育、固定大气中游离的氮素等方面有着重要的作用。
三、土壤养分
土壤养分指标包括土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、有效钾、阳离子交换量、碳氮比等因素。
1.土壤物理性状指标包括土壤质地、容重、水稳性团聚体、孔隙度(总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度)、土壤耕层温度变幅、土层厚度、土壤含水量、粘粒含量等。
2.土壤生物学指标包括有机质、腐殖酸(富里酸、胡敏酸)、微生物态碳、微生物态氮、土壤酶活性(蛋白酶、过氧化氢酶、转化酶、磷酸酶等)；
3.土壤环境指标是指土壤酸碱度、地下水深度、土壤坡度、林网化水平等方面。由上可知，土壤肥力所包含的方面是十分复杂的，仅从土壤微生物的角度分析，它与土壤肥力也有着千丝万缕的联系，下面叙述的主要是土壤微生物参与氮、磷、钾转化利用的几种特殊过程一固氮作用、硝化作用和反硝化作用、解磷作用和解钾作用，参与的微生物主要是细菌(包括蓝细菌),也涉及到少数的放线菌、真菌及原生动物。
四、养分来源
1.氮肥一直是农业生产中的重要问题。大气含氮约占80%，但分子态氮须合成为氨才能供植物利用，合成途径主要有工业固氮和生物固氮。工业生产氮肥约占全球固定氮的20%，它在过去几十年农业增产中起了很重要作用，但是生产氮肥消耗大量非再生能源，而且它的利用效率只有30%左右，过量施用已造成环境的严重污染。生物固氮占全球固氮量的75%以上，每年生物固氮的总量大约为1亿吨，是工业氮肥的三倍还多。
2.固氮蓝细菌习惯上叫蓝藻，是单细胞原核生物,许多细胞可连成不分枝的链丝体，上面有少数特化的异形胞一一种具有固氮作用特殊功能的细胞，其特点是细胞膨大，胞壁变厚，无光合色素。能同时进行光合作用和固氮作用的。作为组成土壤微生物主要类群之一的藻类植物，在它们的生命过程中，对于土壤的组成和土壤肥力的创造方面，必然会产生直接或间接的影响，主要表现为：
（1）积累土壤有机质：藻类植物在土壤有机物质的物质循环中，具有特别重要的地位。它不仅在死后能使土壤有机质得到补充，而且在其生命活动过程中也能释放出有机物质，以充实土壤,在少有高等植物生长的贫瘩土壤中，有机质主要是在低等植物(大部分是藻类)的作用下形成的；在其他土壤中，虽然藻类在形成有机质的意义上比高等植物小，但它能利用作物生长期中的空地和播种期前后田地上的阳光，补充创造一部分有机质。
（2）转化无机盐：一方面，藻类能将不溶性无机盐类(如某些磷酸盐类)转化为可溶的状态，提高土壤中的有效磷含量。另一方面，它将土壤中的无机盐暂时转化为藻类有机体，对于防止土壤中多余的无机盐流失很有好处，藻类生活期短，其残体又易于分解，它所固定的无机盐又能很快被农作物吸收利用；
（3）形成有结构的土壤：藻类有机质被异养微生物分解所形成的活性腐殖质，可以把土壤颗粒粘结起来，蓝藻和某些绿藻的体外还具有丰富的胶性物质,对于土壤的形成和提高土壤的结构都有一定的作用。
（4）防止土壤的冲刷：藻类植物常在空地上形成很厚的以丝状绿藻或蓝藻占优势的藻层，使土壤牢固地粘结在一起，对于防止流水的冲刷和侵蚀起着很大的作用。
（5）刺激土壤微生物的活动：藻类通过光合作用产生的有机质和氧气正是异养微生物所需要的，某些藻类分泌的维生素和生长素也可以刺激其他微生物的生长。
（6）改善土壤气体状况：氧气状况对于土壤形成和提高土壤肥力有极其重要的作用，藻类放出的氧气可以丰富土壤含氧量，对于加强土壤的通气性，从而促进农作物根部的呼吸和需氧有机体的生命活动有积极的作用，尤其在潮湿的土壤、沼泽化的土壤以及水稻田等，利用藻类来补充土壤中的氧气就更加重要。
（7）碱化土壤环境：藻类一方面通过光合作用消耗水及碳酸氢盐中的二氧化碳使土壤的pH值升高，另一方面还可以分泌某些碱性的物质来碱化周围的环境。藻类的这种生理特性,对于中和异养性微生物分解有机质而产生的酸性反应和改善酸性土壤有一定的实践意义。
（8）固定大气中的游离氮素。
