ヒトが人工的に作れないものの一つに土があります。土は長い長い年月をかけて環境が作る産物です。その土には1ｇあたり数十億から数百億の微生物が暮らしています。そしてその土に育まれる植物（生産者）を起点として動物（消費者）微生物（分解者）が生息する陸地生態系が成り立っています。現在、様々な形の農業形態が生まれていますが、土を基盤とする農業が食糧生産の大部分を担うことはこれからも変わらないでしょう。 生物の中には、大気中の窒素をアンモニアに変換できるしくみ(能力)をもったものがいます。常温常圧で大気中の窒素をアンモニアに還元する能力を有する微生物を『窒素固定細菌』と呼びます。窒素固定細菌は、単独で窒素固定を行う単生窒素固定細菌と植物と共生しながら窒素固定を行う共生窒素固定細菌の２つに分けられます。根粒菌は、ダイズなどマメ科植物の根に共生して、共生窒素固定能によって大気中の窒素ガスをアンモニアに変換して宿主植物に供給してくれます。地球生態系全体の窒素循環から見ると、マメ科植物と根粒菌の共生窒素固定が大変大きな役割を果たしています。下の写真のように、ダイズを栽培すると根に丸い根粒が着生します、この根粒の内部に生息する数μmの微生物が根粒菌です。
土壌の主な構成要素は以下の通りです。1. 腐植。土壌中の生きた植物や動物に由来する有機物。主に3つの成分で構成されている。(a)有機炭素、(b)腐植、(c)腐植-タンパク質-ラクトース。2. 土壌のpH。この値は、pHメーターを使って測定します。pH値が高いほど、土壌の酸性度またはアルカリ性度が高い。3. 土壌の肥沃度。溶解性有機物の量と土壌中の有機物（腐植質）の量のバランスを表します。4. 土壌の構造。土壌の構造は、土壌の粒子の構造を決定し、これが土壌の可溶性成分の量を決定する主な要因となる。これには、粒子の大きさ、形状、粒子の組成が含まれる。5. 土壌の水分量。土壌中に存在する水の量は、土壌の構造と塩類（カリウム、マグネシウム、硫酸塩）の濃度の関数である