有机农业禁止使用化学合成的化肥、农药、除草剂、生长调节剂和牲畜饲料添加剂等，建立没有污染的农业生产体系，把环境保护目标和经济、社会发展的目标有机地结合起来，以改善农村生态环境、促进可持续发展，特别是提高农业生态系统的可持续性。有机农业原理认为健康的土壤有益于作物的健康生长，所以要正确培肥土壤，建立起平衡的土壤生态系统，使其具有丰富的生物多样性。土壤生物在建立平衡的土壤生态系统过程中起着重要的作用，土壤生物－－土壤生态系统是农业生态系统中的重要组成部分。

1、土壤生物在有机农业系统中的重要作用
    土壤生物-土壤生态系统，主要包括土壤微生物、蚯蚓及其它低等土壤生物。这些土壤生物的生命活动对土壤肥力有很大的影响，特别是根际微生物因受植物根系分泌的糖类、氨基酸、有机酸、脂肪酸和甾醇、生长素、核甙酸、黄酮、酶类以及其它化合物等营养源的影响，使植物根际具有很高的活性。与此同时，根表组织陆续地死亡和脱落，改变着周围土壤的物理性质和化学性质，丰富了土壤有机质，反过来又促进了土壤-根际微生物更趋活跃。微生物是异化过程起主导作用的生物，它们在分解有机物质营养自已的同时，又释放出各种营养元素去营养作物。在根际土壤中，这种分解作用的强度远远超过非根际土壤，例如根际土壤的呼吸强度是非根际土壤呼吸强度的4倍，故其反硝化作用的强度也明显高于非根际土壤，从而使土壤中的硝态氮肥效很快丧失。一些自生联合固氮微生物，它们在特定的植物根域环境下迅速繁殖，依附在根毛表面，利用植物的分泌物和脱落物作为自已的能源物质进行生活和固氮。
    不同地区、不同土壤类型微生物的种类和数量是不完全相同的，例如，东北黑土-沼泽地带，气候寒冷，作物生长季节较短，一些原始沼泽地上的土壤微生物群落与开垦之后的微生物群落就大不一样。前者的土壤中细菌：放线菌：真菌数量分布比值为：1：0.11：0.02；而在后者的土壤中，三种菌数量分布的比值则相应地为1：0.01：0.06；土壤微生物的生物量，随垦殖年限的增加，出现下降趋势，且上下层之间的差异渐趋于接近。又如：南亚热带赤红壤地区，气候炎热，作物生长季节很长，水热条件优越，微生物种类多，数量大，从土壤微生物的数量上看，在森林植被下赤红壤仅次于砖红壤，而高于红壤；未开垦的赤红壤高于开垦的赤红壤旱地。从微生物种类上看，有细菌、放线菌、真菌等，这三种菌类的数量分布比值为赤红壤有林地上的为1：1.16：0.04，赤红壤旱地为1：0.35：0.013，红壤有林地上为1：0.27：0.003。从微生物活性来看，土壤呼吸作用中二氧化碳的释放，主要是土壤微生物生命活动的结果。所以人们通常以土壤呼吸强度作为土壤微生物总活性的代表指标。椐测定，赤红壤呼吸强度很低，赤红壤微生物呼吸强度是与植被覆盖状况、作物种类、耕作制度密切相关的。以多年生豆科绿肥呼吸强度最强，其次为多年生禾本科牧草，接下来是甘蔗、萝卜青、鱼藤等。在利用的频繁程度上，微生物活性以多年一熟区最强，其次为一年一熟区和未开垦的自然土壤，一年二熟区最弱。
     田间和盆栽试验结果还表明：1）土壤的呼吸强度与微生物的数量呈极显著正相关,R=0.919,也与土壤有机质的含量关系密切；碳氮比小的有机物对提高土壤呼吸强度较碳氮比大的更为显著；植物残落物和根系分泌活动、垦殖利用、耕种施肥等都能提高土壤呼吸强度；反之，过多的含水、盐分及低PH值对土壤呼吸则有抑制作用。2）稻杆还田对固氮活性有积极促进作用，这在旱作土上比水稻土上更明显，无论从强度大小，活性峰期的早晚，或者延续时期的长短都是如此；可见稻根对促进固氮有明显效应。3）在旱作土和水稻土上，与对照相比，加上稻杆处理释放出的二氧化碳和甲烷的量最大；不过在水稻上，释放出的二氧化碳的高峰期早，强度大，持续时间长；而在旱作土上，二氧化碳的释放强度小，峰期迟；两种土壤上，气态氮的释放量都很弱。4）生物固氮，种豆肥田的效果显著。大豆、花生、豆科绿肥、豆科牧草、红萍等植物的共生固氮量都是很可观的。蚯蚓不仅是农田土壤肥沃度的一个活监测器，而且其粪便也是一种优质肥料；在人工养殖的条件下，蚯蚓也是城市有机物-废弃物和清除者；人们还可利用蚯蚓去作高蛋白饲料、药用原料，由于它的粪便污染程度较低，所以作为花肥加以利用，很受城市养花业者的欢迎。
    土壤微生物尤其是根际微生物的活动在植物的根际营养中起着分解有机物释放与贮蓄养分的积极作用。因此，保持根际土壤微生物的活性特别重要，尤其是那些自养性微生物的固氨作用在农业上的重要性，有时候比施用有机肥还更具有实际意义。
    2、根际微生物与植物营养的关系
     上面已经提到土壤微生物尤其是根际微生物的活动在植物的根际营养中起着分解有机物、释放与贮蓄养分的积极作用。根际之所以能产生这种特殊的效应，主要原因在于植物根系不断地分泌着各种代谢产物，为微生物的生命活动提供了源源不断的营养源。与时同时，根表组织陆续地死亡和脱落，改变着周围土壤的物理性质和化学性质，丰富了土壤有机质。这样也就为微生物的大量增殖创造了环境条件，使植物根际具有很高的生物活性。土壤环境好，在其上生长的产品的质量也必然好。Takuya Marumoto(1990)测定了种植于两种不同土壤（土A-红黄壤，土B-暗色土）中的旱稻根际CO--C的变化趋势是，在非根际土壤中，从播种开始，直到随后的90天，呼吸作用持续下降，而在根际土壤中，呼吸作用却慢慢上升，直至60天，然后再下降。在两种不同的土壤中都获得了相同的规律。与此同时，土壤活性（蛋白酶、谷酰胺酶）也有公认的变化规律。以上结果说明了一个问题，这就是在作生长期内，根际土壤的生物活性明显高于非根际土壤。
    在根际土壤中，细菌对各种根的分泌物和利用率远远超过放线菌、真菌、藻类和原生动物，因此它们是最活跃的类群。Nakast和Klein(1980)将C-葡萄糖加入土壤中，并分别加入能抑制细菌生长的链霉素和抑制真菌生长的放线酮，伴之经快速的放射性分析方法证明，无论在根际还是根面，细菌是分解葡萄糖的主力，从而进一步证实了细菌在根际微生物各类群中的主导地位。
    由于根系分泌物的选择作用，根际细菌的种类较少。它们以能运动的无芽胞杆菌类占绝对优势，多以简单的有机物作养料。能分解纤素、果胶质等复杂化合物的种类很少。值得指出的是，细菌的增长速度，无论是根际还是根面，都是以植物生长的最初几天最快。
    3、土壤微生物数量与根际环境中的物质转化

    微生物是异化过程中起主导作用的生物，它们分解有机物质，释放出各种营养元素，既营养自已，也营养作物；在根际土壤中，这种分解作用的强度远远超过非根际土壤。因此，微生物生物量的大小，在营养元素的循环利用中有极其重要的作用。但是，微生物对有机物的分解利用受许多环境因子的影响，氮素水平就是很重要的一个因子。Kuikman等人（1990）研究比较了施用不同数量硝铵（150mg氮/kg湿土和40mg氮/kg湿土）两种土壤的根际微生物对不同有机物分解利用的情况，发现施氮量高的土壤，微生物偏嗜于利用根系分泌物，而对土壤中原有有机质和或作残茬的分解作用降低；而施氮量低的土壤，则不产生这种偏嗜性，这就是说，施加氮素之后，可以明显地降低根际土壤微生物的活性及其对有机物质的分解量。
     根际环境对硝化作用的影响因作物而异，因为硝化细菌对微生物毒素和PH值的变化是很敏感的，不同植物的根系分泌物和相应的微生物活性往往有质上的差异，因此，有些植物的根系分泌物能促进某一类或几类微生物数量的增加；相反地，有些植物根系分泌物却不利于它们的生长，甚至产生抑制效果。一般来说，硝化微生物竞争不过异养微生物对氨态氮的吸收利用。反硝化作用是土壤中氮素损失的主要途径之一。在反硝化细菌作用下，硝态氮通过多步反应被还原成N2O和N2而耗损；在植物根际区域范围内，有机质比较丰富，倘若硝酸盐的含量也较为丰富的话，那么，反硝化作用便可旺盛地进行。反硝化作用的强度与土壤中硝酸盐的含量成正相关，同时，根际土壤中反硝化作用又明显地高于非根际土壤，从而使氮肥的肥效很快地丧失掉了。
    豆科植物一根瘤菌共生体系所进行的固氮作用，对农业生产具有十分重要的意义。而根际环境，特别是根瘤菌的相应宿主的根际环境对根瘤菌的生存和繁殖有很大影响。在缺乏合适的宿主时，根瘤菌的数量可能减少。根际内其它的细菌、放线菌和真菌对根瘤菌产生的拮抗作用和溶菌作用也阻碍着根瘤菌的发展，根瘤菌噬菌体随着寄主细菌的增殖而增殖，因此在豆科植物的根际内常有较丰富的噬菌体，如要它们旺盛地繁殖，使根瘤菌的数量下降到一定程度就会影响结瘤作用。然而在正常的农业生产条件下，由于农作物分泌物带来的根际效应，根瘤菌的数量仍能维持一定的水平，不致于因各种各样的抑制作用而消失。
    另外，有些自生固氮微生物的特定植物根际环境中的发展比非根际土壤中旺盛得多，它们利用植物的分泌物和脱落物作为能源物质而生活和固氮，因此被称为联合固氮体系。这种固氮细菌在甘蔗根际和根面的数量比非根际分别高出20倍和50倍；在玉米、小麦之间也发现了联合固氮作用的效应。从土壤生物在有机农业生态系统中重要作用、根际微生物与植物营养的关系、土壤微生物数量与根际环境中的物质转化等几方面可以看出，充分发挥土壤微生物的活力可以增加土壤有机质的含量，提高土壤肥力；可以疏松土壤，改善土壤结构，使土壤质量大大提高。土壤质量提高了，作物的生长条件就会得到改善，而且还可以提高作物对杂草的竞争能力和对病虫害的抵抗能力。同时，还能节约能源，保护环境。所以我们要在实践中积极发挥土壤微生物的作用，使之为有机农业服务。