一般来说，目前对于微生物肥料的作用机理研究，了解的较为深入的是共生固氮的根瘤菌肥料，其它的种类则由于研究很少，了解不多。现在了解的主要作用机理有以下几个方面：
1. 增进土壤肥力。例如各种自生、联合或共生固氮的微生物肥料，由于它们的生命活动，可以增加土壤中的氮素来源，多种具有分解难溶磷、钾化合物的微生物的应用可以增加土壤中的有效磷、钾化合物，供作物吸收利用，这些效果已为许多试验和大量的生产应用所证实。
2. 制造和协助作物吸收营养。微生物肥料最为重要，也是研究和应用历史最长的品种是根瘤肥料 ( 接种剂 ) ，当肥料制品中的根瘤菌侵入相应豆科植物形成根瘤并演变为类菌体之后，利用豆科植物宿主提供的光合作用产物将空气中的氮气 (N 2 ) 固定为氨 (NH 3 ) 。尽管大气中的氮气在空气中占 79% ，只有将氮气转化为氨或其化合物之后，植物才能吸收利用，这种转化过程如果是在高温高压和有催化剂的条件下实现的，就被称之为工业固氮，其生产成本不仅高，而且需要大量的不可再生的能源 ( 石油、天然气 ) 才能实现，同时这类制成品的利用率不高 ( 例如尿素的利用率一般为 30% ～ 60% 左右，碳酸氢铵的利用率就更低了 ) 。许多固氮微生物，尤其是共生固氮的根瘤菌，均有固氮酶，它们在常温常压下即可将氮转化为氨，根瘤中固定的氮可以全部为植物吸收利用，所以其利用率比化学氮肥高得多。这些优质氮素化合物可以供给豆科植物一生中的主要氮素需要。如果根瘤菌肥料中使用的是经过选育优良菌种，加之制品中的数量优势，在与土著 ( 野生 ) 群体结瘤竞争当中占据有利位置，不仅可以取得增产增收的效果，而且可以节约大量的氮素化肥。减少环境污染和节约生产成本。 VA 菌根真菌能与多种植物根系共生，由于菌丝的总长度和吸收面积的增加，增强了根的吸收能力，因此可以吸收更多的营养元素和水分，供给植物利用，其中对磷的吸收和增强植物的抗干旱能力最为明显，另外还能协助吸收锌、铜、锰等元素。
3. 增强植物抗病和抗旱能力。有些微生物肥料的菌种接种作物后，由于在作物根部大量生长繁殖形成优势种群，除了自身的作用外，还能抑制或减少病原微生物的繁殖机会，有的本身就有拮抗病原微生物的作用。近年报道的一些属于 PGPR 菌株的次生代谢产物，如抗生素类物质、铁载体、氰化物以及二羟基酚嗪羧酸 (PCA) 等可以抑制土著病原菌对植物根部的侵染。某些假单胞菌产生的次生代谢产物如铁载体、假单胞菌素或是抑制了有害微生物的种群数量或是可以诱导植物产生抗性，激活了防卫机制，减少或降低病害的发生，而 VA 菌根真菌增强植物的抗干旱能力是公认的。
4. 产生多种生理活性物质刺激作物生长。用于微生物肥料生产的菌种大多数可以产生多种生理活性物质刺激和调控作物生长，假单胞菌属，芽胞杆菌属，类芽胞杆菌属，固氮菌属以及其它的科、属微生物中的一些菌株能够产生诸如吲哚乙酸、赤霉素和玉米素等植物生长刺激素，细胞分裂素，多种维生素等生理活性物质。近年的研究还表明，一些根瘤菌具有与豆科植物结瘤以外的促生作用，如有些菌株对小萝卜、玉米和莴苣等表现出明显的促生作用，对 266 株根瘤菌的测定表明， 83% 的菌株产生含铁细胞， 58% 的菌株产生吲哚 -3- 乙酸， 3% 的菌株产生氢氰酸， 54% 的菌株可以溶磷。有试验证实， 2 株豌豆根瘤菌 (TAL140 和 PS121) 及 1 株菜豆根瘤菌 (P31) 具有高活性的溶磷作用，田间试验显著增加了作物的干物质。研究较多的是 PGPR 菌株之一的荧光假单胞菌， Klopper 等人的研究表明，一些菌株能产生植物生长调节物质，如吲哚乙酸和赤霉素，直接促进植物的生长。
5. 其它方面。许多微生物肥料使用后对作物品质有良好的影响。已有的研究证明，与豆科作物共生的根瘤菌固定的氮素主要输往籽粒，因此，使用根瘤菌肥料以后，豆科作物籽粒蛋白质含量提高，有的微生物肥料使用后可增加产品中的维生素 C 或糖分或氨基酸的含量，有的则可提高烟叶品质或使作物的硝酸盐含量降低。
使用微生物肥料后可减少化肥的使用，减少环境的污染。
此外，近一些年来的研究和实践证明，在城市垃圾、污染、农作物废弃物的消纳和无害化等方面，新型微生物制剂有着十分重要的应用前景。
在这里有三个方面值得一提，一是由于微生物肥料的基础和应用基础研究不足，有些微生物肥料的作用机理尚不完全清楚，施入土壤后由于生态条件复杂，加上一些研究手段不能满足追踪研究的需要，这些微生物肥料作用持续时间和作用机理还需要深入研究。二是上述微生物肥料的作用并非是各种微生物肥料都有这些作用，实际上不同种类的微生物肥料的作用各有侧重，千万不能等同起来。第三是从上述叙述中我们可以清楚地看出，微生物肥料与化肥的作用机理是不同的。化学肥料是向植物是供各种元素营养如氮、磷、钾及各种微量元素，而微生物肥料中能够直接参与为作物制造营养的是各种根瘤菌肥料，但前提必须是肥料中的根瘤菌侵入豆科作物根部，与宿主形成根瘤后才行。根瘤菌－－豆科植物共生体系固定的氮素对作物的氮素营养具有重要的意义，自生和联合固氮微生物肥料的固氮能力与根瘤菌共生体系相比要小得多，由于缺乏固氮的器官，这些自生、联合固氮细菌极易受环境条件的影响，加上不象根瘤菌共生体系有效的氨同化系统，它们的固氮是十分有限的。已有研究表明，仅为共生固氮的几十分之一。至于一些分解难溶化合物的微生物肥料目前还没有足够的证据表明它们对作物磷钾元素的供应起关键作用。现已证明，每生产 100kg 小麦产量大致需要从土壤中带走 2.8kg 纯氮， 1.0 ～ 1.3kg P 2 O 5 , 2.0 ～ 3.0K 2 O ，如果亩产 500kg 小麦，需要带走的营养元素就更多了。微生物肥料，甚至包括其中复合了许多无机、有机营养的复合类微生物肥料也不能从营养角度完全满足作物生长的需求。在生产中还应该根据不同作物、不同时期配合使用追肥，一些宣传中号称的 ××× 微生物肥料施用一次即可满足作物生长的全部需求，有的甚至宣称施用 500g/ 亩，即可向作物提供充分的氮、磷、钾和微量元素是没有根据的。常有一些人听信了这种宣传，造成作物脱肥减产。从这里也可以看出，平衡施肥，因土、因作物施肥在任何时候都是很重要的，同时，深入研究、开发新型微生物肥料，提高应用效果更为重要。 |
