存在于地表面或土壤顆粒間隙和顆粒表面的微生物。土壤中可以觀察到細菌、放線菌、子囊菌、擔子菌、酵母菌、藻類、原生動物等多種微生物。其種類和數目隨土層深度、氫離子濃度、溫度、濕度和季節而有明顯變化。藻類在地表面或靠近地表面的土層進行光合作用，硝化細菌、鐵細菌和硫細菌等進行化學合成作用，其他微生物則營有機營養生活。在深層土壤等特殊條件下還發現有進行特殊化學合成作用的無機營養型細菌。細菌多分布在中性至弱堿性土壤，好氧性細菌多分布在上部土層，厭氧性細菌則多分布在下部土層。真菌多分布在酸性土壤。枯草桿菌、假單胞菌、梭狀芽孢桿菌、大腸桿菌、纖維分解菌、放線菌以及各種真菌等，都是營有機營養生活的，都能分解土壤有機質，作為分解者而在自然界（生態系）的物質循環中起著重大作用。由土壤微生物引起的土壤呼吸與碳素循環有關，而由土壤微生物引起的固氮作用、硝化作用、反硝化作用等則與氮素循環有關。生物體內保持的營養鹽分，經土壤微生物分解礦化，重新轉化為植物能夠利用的形態。S．A．Waksman很重視土壤微生物社會中由抗菌物質的存在所出現的生物拮抗作用。
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