Внесение удобрений в серые лесные почвы существенно сказывается на почвенной микрофлоре.
Увеличивается общая биологическая активность (определяемая по выделению двуокиси углерода) , особенно при внесении высоких доз азотных удобрений. При применении минеральных удобрений возрастает численность аммонифицирующих бактерий, в основном спорогенных форм и актиномицетов. Таким образом, в серых лесных почвах под действием азотных и фосфорных удобрений усиливаются процессы минерализации трудноразлагающихся азотсодержащих органических веществ, и в этих процессах принимают участие в основном аммонифицирующие спорообразующие бактерии и актиномицеты.
Серые лесные почвы характеризуются слабой нитрифицирующей активностью, существенно возрастающей на третий месяц после внесения удобрений, однако повышение активности процесса нитрификации под влиянием удобрений бывает ниже, чем на почвах черноземного типа. Серые лесные почвы имеют кислую реакцию, и при внесении аммиачных форм азотных удобрений или карбамида процесс нитрификации аммиачного азота замедляется. Поэтому в серых лесных почвах, удобренных нитратом аммония, сульфатом аммония и карбамидом, длительное время можно обнаруживать азот в аммиачной форме.
Биологическая иммобилизация в указанных почвах протекает в короткий срок, поэтому через месяц или два после внесения удобрений вновь увеличивается содержание аммиачного азота, что свидетельствует о начале минерализации микробной массы еще в тот вегетационный период, в котором азот удобрений иммобилизовался.
В темно-серых лесных почвах обнаруживается наибольшее количество бактериальной массы, меньшее — в серых и совсем незначительное — в светло-серых лесных почвах с низкой численностью микроорганизмов и слабо выраженной биологической иммобилизацией. Следовательно, серые лесные почвы обладают небольшими запасами питательных веществ, способных влиять на формирование урожая.
В серых лесных почвах редко встречается Az. chroococcum и при внесении удобрений его численность не повышается. Общая тенденция в изменении биологических свойств серых лесных почв при внесении удобрений сводится к следующему. Вначале активно происходят процессы минерализации органических азотсодержащих соединений, которые продолжаются в течение 3 недель после внесения удобрений. При внесении в почву карбамида численность микрофлоры увеличивается. В связи с замедленной нитрификацией карбамида почвы продолжительное время содержат азот в аммиачной форме, который быстро и активно используется микроорганизмами. Увеличение численности актиномицетов независимо от вида внесенного удобрения дает основание считать, что при этом усиливается минерализация трудноразлагающихся органических веществ. При длительном применении минеральных удобрений на серых лесных почвах возрастает опасность снижения содержания органического вещества. Численность денитрифицирующих бактерий в серых лесных почвах при внесении карбамида уменьшается, вследствие чего слабо протекают процессы денитрификации.