Почвоутомление может вызываться разными причинами: односторонним выносом питательных веществ, накоплением ионов алюминия, железа и других, но одной из основных причин считается накопление токсических веществ, выделяемых некоторыми микробами-ингибиторами. В ряде случаев при почвоутомлении наблюдается угнетение не только роста растений, но и размножения полезных микроорганизмов. Например, на клевероутомленной почве снижается численность клубеньковых бактерий.
Восстановление плодородия «утомленной» почвы достигается введением плодосмена, внесением удобрений, известкованием почвы. Все эти мероприятия изменяют течение микробиологических процессов, и плодородие повышается.
Многие виды фитопатогенных грибов и бактерий являются облигатными паразитами, т. е. приспособлены к жизни на строго определенных видах растений и не могут существовать за счет не свойственных им растений.
В связи с этим при монокультуре патогенны постепенно накапливаются в почве, попадая в нее с растительными остатками или размножаясь в корневой системе. Большое значение в борьбе с этим явлением и, следовательно, с распространением инфекции имеет, так же как и при почвоутомлении, введение севооборотов и внесение удобрений. Отсутствие растения-хозяина и соответствующих растительных остатков при смене культур, а также размножение почвенных антагонистов при внесении удобрений приводит к снижению численности патогенов и оздоровлению полей.
Некоторые микроорганизмы в ходе эволюции приобрели способность размножаться не только на поверхности корней, но и проникать внутрь их тканей. Для сельского хозяйства наибольший практический интерес представляют бактерии, относящиеся к роду Rhizobiura. Эти бактерии проникают в корни бобовых растений и способны в симбиозе с ними связывать газообразный азот воздуха в таких количествах, которые полностью обеспечивают потребности растения в этом элементе. Бактерии вызывают в месте своего проникновения усиленное деление клеток корня, в результате чего образуются небольшие наросты, или так называемые клубеньки, которые являются местом скопления клубеньковых бактерий и в которых протекает жизнедеятельность последних в течение вегетационного периода растений (рис. 10).

Рис. 10. Клубеньки на корнях сои (фото В. Куркаева).
Еще в прошлом столетии замечено, что растения семейства бобовых (горох, фасоль, соя, клевер, люцерна и др.) отличаются от растений других семейств тем, .что дают хорошие урожаи без внесения азотных удобрений. В 1886 г. Гельригель и Вильфарт в опытах с горохом и овсом доказали, что горох хорошо растет на песке без азота, в то время как овес в этих условиях не развивается. В вариантах с добавлением разных доз азота овес растет тем лучше, чем! больше внесено азота, горох же почти не отзывается на наличие азота в песке. В результате этих исследований был сделан вывод, что бобовые растения могут использовать для своего питания азот из атмосферы благодаря наличию симбиоза с бактериями, находящимися в клубеньках.
В последующее время бактерии из клубеньков были выделены в чистую культуру и подробно изучены. В многочисленных статьях, а также монографиях описываются их физиологические свойства, распространение в почвах, развитие в клубеньках, взаимоотношения с растениями, влияние на урожай и т. д. (В. П. Израильский, 1933; Л. М. Доросинский, 1965; Е. Н. Мишустин и В. К- Шильникова, 1968 и др.).