而植物的生长又引来了许多动物的定居。植物的枯枝败叶，动物的排泄物、分泌物、尸体最终落到土壤中，而土壤中另一些微生物把这些富含有机物的动植物残体和废物进行分解，由此，产生了构成土壤最重要的一层成分——腐殖质，这是一层黑色的，具有粘性的，有活力的土壤有机成分。有了它，土壤才具有良好的团粒性和能保持持久的肥力，所以成熟的土壤是由来自岩石的矿物质、水、空气，来自动植物的有机物和微生物所组成的混和体。腐殖质则是有机物和微生物的混和物，是土壤最重要的组成成分。土壤中所含的各种微生物在自然界物质转化中起着极为重要和不可替代的作用。植物生长需要各种养分，其中氮是植物所需的最重要的养分之一。空气中富含N2，但植物不能直接利用N2，必须把N2转化成矿物态的N2才能供植物利用，现在，农田里广泛施用化肥——化工厂里人工合成的氮肥。但人工合成氮肥是有限的，全世界所有的合成氮工厂的年生产能力也只有0.4亿吨左右。这满足不了日益增长的对氮肥的需求。
     现在，全世界每年大约需要1.75亿吨氮肥。而土壤中含有许多微生物具有固氮作用，如甲烷菌、根瘤菌、光合固氮菌和蓝细菌等，它们每年能直接从空气中固氮1亿多吨供自身及植物利用。微生物固氮，不会像人工固氮需要投入大量资金建工厂，消耗许多能源和产生许多污染物，它们固氮只需在常温常压下就能进行。矿物态的氮素，连同其他成分如磷、钾、硫等被植物吸收后，植物开始生长和进行生命活动，在这些过程中，植物利用光能进行光合作用，固定CO2，合成葡萄糖、淀粉、纤维素等。同时，也利用含氮物质合成含氮有机物。这些碳水化合物、含氮有机物通过生态系统的食物链一级级地传递，使碳水化合物、含氮有机物等进入到食草、食肉动物体内，也进入到我们人类的体内，供我们进行生命活动需要。植物枯死后的枯枝败叶，动物生命活动过程中排出的各种排泄、分泌物以及动物死后的残体又进入到土壤。而这些东西是由有机物所组成的，它们不能直接作为养分供给植物利用，此时，又需要微生物来大显身手了。土壤中和动植物体上都含有各种腐生性的微生物，这些微生物开始残食动植物的尸首和废物了。对于淀粉、纤维素类多糖，微生物利用它们机体所含的各种水解酶先把它们降解成葡萄糖，然后，葡萄糖又在各种酶的作用下被分解为有机酸（如乳酸、乙酸等）、醇类（如酒精、甲醇等）、甲烷、H2等。
     此后，这些中间产物再进一步被氧化变成CO2和水。从而把它们释放回大气和土壤中。对于含氮有机物（主要是蛋白质），则在蛋白水解酶的作用下被降解变成肽类、氨基酸等，氨基酸可通过脱氨基和脱羧基作用被分解为胺、碳水化合物及氨气等，这些可再进一步分解，变成硝酸、CO2和水等。而土壤中另有一些细菌，如硝化细菌和反硝化细菌，能把土壤中的硝酸盐进行转化，有的被还原成N2回到大气中去，实现物质的循环转运。土壤中的微生物除了能对上述碳素和氨素进行转化之外，对硫、磷、铁、铜等元素也能进行转化，实现物质的循环。正是由于自然界中存在的微生物的转化作用，才使得地球这个物质资源有限的星球能周而复始地进行一代代的生命体的循环，使地球物质资源不会枯竭，使地球上的生命体代代相续。不仅如此，存于土壤中的微生物及后来转移到动植物体上的微生物对动植物的生长发育也产生极为重要的作用，具体作用将在以后的章节再谈。