Peranan mikroorganisme dalam kesuburan tanah ditunjukkan dengan aktivitasnya dalam memperbaiki, (1) struktur tanah dan (2) ketersediaan hara tanaman. Berkaitan dengan pembentukan struktur remah, mikroorganisme berperan sebagai pembangun agregat tanah yang mantap. Dalam proses pembentukan agragasi tanah diperlukan adanya bahan-bahan perekat anorganik (seperti Fe, liat, oksidasi besi, alumunium dan kapur) dan bahan organik (senyawa-senyawa organik bentukan mikroorganisme ataupun hasil dekomposisi bahan organik).
Perhatikan Gambar 1.36 berikut ini. Gambar ini menunjukkan berbagai jenis mikroorganisme dalam tanah yang berpengaruh dalam menigkatkan kesuburan tanah. Apa dan bagaimana peran mikroorganisme tersebut dalam meningkatkan kesuburan tanah ?
Gambar 1.36 Mikroorganisme Tanah
Senyawa-senyawa tersebut mengikat butiran tanah, baik dari bentuk koogulasi tanah ke dalam agregat mikro, serta sementasi agregat mikro ke dalam agregat makro. Dalam kaitannya dengan peningkatan ketersediaan hara, mikroorganisme berfungsi sebagai mempercepat dekomposisi bahan organik dan sebagai pemacu tingkat kelarutan senyawa anorganik yang tidak tersedia menjadi bentuk tersedia. Hal ini dapat berlangsung karena adanya metabolik sekunder yang dihasilkan oleh mikroorganisme berupa enzim-enzim tanah dan beberapa senyawa organik yang berguna sebagai pelarut.
Pembentukan agregat tanah oleh mikroorganisme, dapat terjadi (1) melalui pengikatan mekanik oleh sel bakteri, aktinomesetes dan hifa jamur, dan (2) melalui pengikatan yang dipelantarai oleh senyawasenyawa organik yang dihasilkannya ataupun hasil dekomposisi bahan organik. Pengikatan secara mekanik terutama dilakukan oleh jamur dan aktinomisetes, karena mikro organisme ini memiliki filamen yang berfungsi sebagai pengikat partikel-partikel tanah untuk membentuk struktur yang remah.
Hal ini tidak berarti bahwa kedua mikoflora tersebut tidak menghasilkan bahan perekt kimiawi. Mekanisme pembentukan agregat oleh jamur dan aktinomisetes adalah 50% berlangsung secara mekanik dan 50% lagi berlangsung dengan menggunakan bahan perekat dari senyawa oeganik yang dihasilkannya. Berbeda halnya dengan jamur dan aktinomisetes, bakteri lebih banyak melakukan pengikatan partikel tanah dengan menggunakan senyawa organik yang dihasilkannya dari pada melakukan pengikatan secara mekanik, dengan perbandingan 80% dan 20%.
Efektivitas mikroorganisme dalam pembentukan agregat tanah sangat bergantung pada (1) sifat bahan organik yang tersedia, (2) jenis mikroorganisme dan kondisi lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan dan aktivitasnya. Umumnya bahan organik yang mudah terdekomposisi, kurang efektif untuk agregasi tanah. Oleh karenanya jika memasukkan bahan organik ke dalam tanah dengan tujuan sebagai pembenah agregat, maka diperlukan bahan organik yang bernisbah C/N tinggi disertai nisbah lignin/selulose juga tinggi.
Contoh bahan organik berikut ini memiliki urutan efektivitas dari yang tinggi ke rendah masing-masing adalah jerami, pupuk kandang dan tanaman leguminosa. Perlu diketahui juga bahwa apabila bahan organik yang mudah terdekomposisi dimasukkan ke dalam tanah, agregasi segera berlangsung setelah waktu penambahan, tetapi dengan cepat, setelah mencapai maksimum, agregasi menurun. Berdasarkan pada penjelasan di atas, terdapat hubungan yang sangat erat antara tanah sebagai habitat organisme tanah dengan pertanian, khususnya kesuburan tanah.