С конца 30-х годов в России начинает развиваться биохимическое направление в исследовании процесса торфообразования. Еще в 1929 г. В. В. Кудряшов, в самом общем плане, высказал основы этой концепции торфообразования.
Показателем интенсивности биохимических процессов в торфах в первую очередь является численность микроорганизмов, а также состав и активность отдельных их групп. Д. А. Бегак и Н. М. Беликова опровергли старое представление о бедности торфяников микроорганизмами. В наиболее бедных верховых торфах методом прямого счета они обнаружили от 715 до 1300 млн клеток бактерий в 1 г. Исследования Т. Г. Зименко показали, что торфяные почвы содержат микроорганизмов даже больше, чем дерново-подзолистые почвы, и уступают последним лишь при подсчете числа микроорганизмов на единицу органического вещества.
Д. А. Бегак и И. М. Беликова полагают, что первый этап разложения органических остатков происходит не только за счет деятельности бактерий, но и микроскопических грибов. Наибольшая приуроченность бактерий и грибных гиф к поверхностному слою торфа дала основание И. М. Курбатову и Н. М. Курбатовой-Беликовой считать торфообразование аэробным биохимическим процессом, совершающимся в поверхностном, незначительном по мощности слое торфяника в периоды его подсыхания. При затоплении этого слоя грунтовыми водами торфообразовательный процесс прекращается, а сам торф в анаэробных условиях консервируется и не изменяется тысячелетиями. Таким образом, по мнению И. М. Курбатова и Н. М. Беликовой, процесс торфообразования быстрый по времени и осуществляемый только в поверхностном, биологически активном «торфогенном слое». Термин введен В. В. Кудряшовым, который понимал под ним живой растительный слой торфяника.
В. Я. Частухин и М. А. Николаевская установили, что типичная для торфяных почв микрофлора неспособна произвести полное разложение мхов. Это и приводит к накоплению торфа на болотах. Лабораторные опыты этих исследователей по воздействию на сфагновые мхи культур различных грибов показали, что наиболее энергично мхи разлагают сапрофит Соllуbia dryophila, живущий в лесных подстилках, а не во мхах. Потеря массы мхов при их разложении этим сапрофитом за 6—12 мес составила от 60 до 61 % от исходной. Характерные для верховых торфяников Penicillium funiculosum, Р. spinolosum, Тоrula соnvaluta осуществляли разложение мхов на 13—21 %.
Различие химического состава растений-торфообразователей определяет деструктивную специализацию почвенных микроорганизмов. Растения-торфообразователи верховых болот разлагаются медленнее, чем низинных, из-за меньшего содержания в них кальция и азота.
Разрушение веществ растительного происхождения и превращение их в торф происходят при участии биохимических процессов, а сам торфообразовательный процесс является биохимическим по своей сущности. Однако, как показал В. Е. Раковский с сотрудниками, понятие «торфогенный слой» не полностью отвечает существу процесса торфообразоваиия.