Особенно много исследований было проведено с глинистыми минералами типа каолинита и монтмориллонита. Глинистые минералы сильно изменяют метаболизм микроорганизмов. Изучено влияние моноионных минералов, влияние специфического рН на поверхности, действие токсических веществ в средах с минералами, влияние минералов на доступность ряда классов адсорбированных веществ и т. д. Некоторые минералы отрицательно влияют на определенные микроорганизмы. Некоторые фитопатогенные грибы, например, не развиваются в почвах с монтмориллонитом.
Для того чтобы приблизиться к пониманию развития микроорганизмов в нативной почве, иногда опыты ставили со стерилизованными почвенными образцами. Стерилизацию осуществляли разными способами: автоклавированием, стерилизацией сухим жаром, обработкой окисью этилена и пропилена, γ-лучами. Термическая обработка довольно сильно изменяет органическую и минеральную части почвы. Стерилизация химическими веществами имеет тот недостаток, что после стерилизации они остаются в почве в адсорбированном состоянии.
Наиболее приемлемой считается обработка почвы γ-лучами. Они убивают микроорганизмы, так как разрушают нити ДНК, но при такой обработке почти полностью сохраняется ферментативная активность почв, мало изменяются органическое вещество почвы и ее минеральная часть. Почва, простерилизованная любым способом, обогащается мертвым органическим веществом — погибшими микроорганизмами.
Стерилизованная γ-лучами почва и торф широко применяются при производстве нитрагина. В стерильной почве можно очень сильно повысить титр внесенной популяции клубеньковых бактерий, чего гораздо труднее достигнуть в нестерильной почве. Рост популяции проходит иначе, чем в нестерильной почве. Разные сорта торфа и почв резко отличаются по способности поддерживать рост популяций клубеньковых бактерий и сохранять эту популяцию на достаточно высоком уровне в течение продолжительного времени.
Модель стерильной почвы даст большие и еще неиспользованные возможности. Сравнивая развитие внесенной популяции в стерильной и нестерильной почвах, можно определить влияние естественной микрофлоры почв на динамику развития популяции, можно вычленить влияние микробиологического фактора на развитие популяции и определить, чем отличается развитие непосредственно в почве чистой культуры от развития в комплексе почвенных микроорганизмов. Большой интерес представляет также изучение специфики взаимодействия двух или нескольких искусственно внесенных популяций в стерильной и нестерильной почвах. Часто приходится изучать специфику роста и развития культуры в резко отличающихся условиях: стерильной и нестерильной почвах, жидкой культуре.
III. Моделирование с помощью нестерильных почвенных образцов или работа с нативными почвами. Большинство исследователей пошли не по пути физических моделей почв с различными типами частиц, а по пути моделирования с образцами нативной почвы. Этот путь хотя часто и не дает ответа на вопрос о механизмах изучаемых явлений, зато является более продуктивным в смысле понимания основных законов функционирования комплекса почвенных микроорганизмов.
Работа с нативными почвенными образцами, помещенными в лаборатории в контролируемые условия температуры, влажности, внесения различных веществ, оказывается наиболее продуктивной и перспективной. При работе с почвой непосредственно в поле обычно имеется столько неконтролируемых факторов, что интерпретация результатов крайне затруднена. Именно при работе с нестерильными нативными почвенными образцами обычно изучаются азотфиксация и денитрификация, дыхание почв, динамика микробных популяций в почве, кинетика роста микроорганизмов, микробная сукцессия.