Às algas atribui-se o princípio de toda vida em “terra firme”, por serem micro plantas clorofiladas capazes de captar tanto seu carbono como seu nitrogênio do ar. Nos solos tropicais e subtropicais, constituem o grupo de microrganismos de maior expressão.
As algas que despertam o interesse maior na agricultura são as algas Cyanophyceae ou verde-azuladas que vivem na superfície do solo, quando este tiver umidade adequada. Necessitam da incidência direta da luz para sua vida, que, graças à clorofila formada, é completamente autótrofa. Captam o CO2 do ar, que fotossintetizam como as plantas superiores, formando carboidratos. Fixam nitrogênio para a formação de suas proteínas e retiram somente minerais do solo.
Elas cobrem suas paredes celulares com uma massa mucilaginosa para protegê-las contra um ressecamento rápido e podem formar colônias gelatinosas, como, por exemplo, a alga Nostoc. Possuem um poder muito grande de embebimento com água, podendo absorver até 12 vezes o seu volume, perdendo a água somente muito lentamente. Penetram no solo e cobrem-no com uma camada mucilaginosa que confere um aspecto esponjoso à superfície, aumentando seu poder de infiltração e de retenção de água útil. São verdadeiras condicionadoras de solo. Enriquecem-no com matéria orgânica e nitrogênio, aumentando sua porosidade, com resistência ao ressecamento e à erosão.
Podem ser encontradas em grande quantidade dentro do solo, porém, seu número elevado não indica atividade. No escuro estão em estado de sobrevivência, praticamente inativas, tendo vida heterótrofa, isto é, sua vida depende da presença de matéria orgânica, uma vez que não conseguem formar clorofila. De modo que em solos secos, sem matéria orgânica, sua sobrevivência é ameaçada.
Sua vida ativa depende, como de qualquer microrganismo, das condições do meio ambiente, que deve possibilitar a velocidade máxima das reações de suas enzimas e a produção de enzimas depende da idade do organismo.
Como a atividade enzimática é restrita a determinada faixa de pH, este é de suma importância para as algas. Muitas preferem um pH neutro a alcalino, porém, existem centenas de cepas adaptadas à vida em solos ácidos com pH entre 5,3 e 5,6. A temperatura tem pouca importância para a vida ativa das algas, podendo elas crescer de 40C a 600C e ocorrem tanto em lagos como em solos desérticos, onde formam crostas superficiais, possibilitando o verdejar explosivos dos desertos após uma chuva. As condições básicas para sua vida são umidade e luz. Daí sua importância grande para as zonas tropicais com estação seca e estação de águas. No início das águas, o solo está descoberto, exposto à luz solar e à água das primeiras chuvas. É a época em que as algas se multiplicam explosivamente, condicionando o solo para a vegetação seguinte e fixando nitrogênio.
Essa multiplicação não ocorre após a queimada do campo, nem após uma adubação pesada com sulfato de amônio ou após a adição de sulfato de cobre, que se junta à água de irrigação do arroz.
É sabido que se pode evitar a proliferação de algas na água de irrigação adicionando-se 2,5 kg/ha de sulfato de cobre. A queimada de pastos tropicais faz as algas desaparecerem e os mosquitos de solo apareceram, já que antes eram controlados pelas algas, especialmente em lugares bastante úmidos.
Provavelmente toda fixação de N2 por solos úmidos em presença de luz, reportada por muitos autores, se deva às algas verde-azuladas.
As fixadoras mais poderosas entre as algas são Aulosira fertilíssima, Tolypothrix temuis, Nostoc spp, Cylindrospermos musicola, Anabaena spp e A. Unispora, A. Cylindrica e outros.
A fixação de nitrogênio varia conforme o ambiente, a eficiência das algas e os microrganismos acompanhantes, podendo alcançar até 90kg/ha, o que equivale a 450 kg/ha de sulfato de amônio.
A fixaçãoo eficaz depende, porém, não somente da nutrição de alga mas também de outros microrganismos com quem vivem associadas ou até em simbiose. Tanto as células vivas como os heterocistos podem fixar nitrogênio. Para que possam fixar nitrogênio, necessitam igualmente de um certo nível de cálcio, fósforo e molibdênio no solo.
Mas, não fixam somente nitrogênio como mobilizam igualmente fósforo no solo. A fixação de N2 na sombra, por exemplo, em solos pastoris, depende da intensidade da luz no período precedente, da concentração de CO2 e da quantidade de glicose formada. A glicose aumenta a fixação na luz e a prolonga no escuro.
Todas as algas verde-azuladas crescem melhor em solos afrouxados por cultivação do que em terra nativa, fixando em solos arejados até 10 vezes mais N2.
Na natureza, as algas nunca aparecem isoladamente mas sempre em associações ou até simbiose com raízes, fungos, protozoários ou bactérias. Os líquens são um exemplo bem conhecido.