Ежегодно поверхность земли загрязняется огромными количествами органических веществ - это трупы животных, остатки растений, мочевина. Однако земля систематически очищается, и эту грандиозную по масштабам задачу выполняют микроорганизмы. При их действии все главнейшие группы органических веществ - белки, углеводы и жиры - постепенно разлагаются на более простые соединения, доступные для питания растений, и таким образом вовлекаются в новый круговорот. Разлагаются даже такие трудноразложимые вещества, как рога, шерсть, копыта и т. п.
Основные элементы, из которых построены все органические вещества, претерпевают расщепление и осуществляют свой круговорот. Так, существует круговорот углерода, азота и других элементов. Однако их превращение протекает не изолированно, а одновременно благодаря множеству микроорганизмов со специфическим характером воздействия на субстрат. Так, расщепляя различные вещества, содержащие углерод, микроорганизмы обеспечивают минерализацию углерода из органических соединений растений и поддерживают таким образом равновесие углекислого газа в атмосфере.
В процессе минерализации органических форм углерода микроорганизмы почвы и воды переводят углерод в СО2. Почвенным бактериям и грибам принадлежит огромная роль в регенерации СО2, т. е. в обратном переводе его в органические соединения. Они же возвращают в круговорот веществ и остальные биоэлементы, необходимые для жизни на Земле: азот, фосфор, серу, железо и др., от которых зависит рост новых растений. Микроорганизмы участвуют в круговороте азота и других элементов не менее интенсивно, чем в круговороте углерода.
В процессе фотосинтеза зеленые растения ассимилируют СО2, образуя углеводы и родственные им соединения. Основная масса углеводов временно отлагается в виде полимеров (например, крахмала). В результате преобладания полисахаридов среди продуктов ассимиляции у зеленых растений сахара играют очень большую роль в качестве питательных веществ для всех организмов, зависящих от органических источников питания. Глюкоза и другие сахара - главные соединения, подвергающиеся процессу минерализации. Они являются предпочтительными питательными веществами для большинства гетеротрофных микроорганизмов.
Очень важным биоэлементом является азот. Азотистые вещества растений поедаются животными, останки которых в почве и воде подвергаются минерализации, т. е. переводу «органического азота» в соли азотной кислоты, служащие для питания растений. Расщепление органических веществ, а также остатков растений производят микроорганизмы в процессе минерализации. В результате этих процессов простые азотистые соединения попадают в почву, откуда ассимилируются (усваиваются) растениями и используются для роста.