1 增进土壤肥力
这是微生物肥料的主要功效之一。例如各种自生、联合或共生的固氮微生物肥料，可以增加土壤中的氮素来源，多种溶磷溶钾的一些微生物，如一些芽孢杆菌、假单胞菌的应用，可以将土壤中难溶的磷、钾分解出来，转变为作物能吸收利用的磷、钾化合物。
3．2 协助农作物吸收营养
微生物肥料中最重要的品种之一是根瘤菌肥， 其中的根瘤菌可以侵染豆科植物根部，在根上形成根瘤，生活在根瘤里的根瘤菌类菌体利用豆科植物寄主提供的能量将空气中的氮转化成氨， 进而转化成谷氨酰胺和谷氨酸类植物能吸收利用的优质氮素，供给豆科植物一生中氮素的主要需求，既能全部利用，又无污染问题。
3．3 增强植物抗病和抗旱能力
有些微生物肥料的菌种接种后， 由于在作物根部大量生长繁殖，成为作物根际的优势菌，除了它们自身的作用外，还由于它们的生长、繁殖，抑制或减少了病源微生物的繁殖机会，有的还有抗病源微生物的作用，起到了减轻作物病害的功效。菌根真菌则由于在作物根部的大量生长， 菌丝除了吸收有益于作物的营养元素外，还有增加水分的吸收，利于作物的抗旱能力，这个事实已为近年的研究所证实。
3．4 刺激和调控生长
许多用作微生物肥料生产的微生物种类在生长繁殖过程中可以产生对植物有益的代谢产物，如生长素、吲哚乙酸、赤霉素、多种维生素、氨基酸等等，能够刺激和调节作物生长，使植物生长健壮，营养状况改善， 进而有增产效果。
3．5 减少或降低植物病（虫）害
研究证明，多种微生物可以诱导植物的过氧化物酶、多酚氧化酶、苯甲氨酸解氨酶、脂氧合酶、几丁质酶、β-1、3 葡聚糖酶等参与植物防御反应，利于防病、抗病。有的微生物种类还能产生抗菌素类物质，有的则由于在植物根区形成优势种群，使病原微生物难以生长繁殖而降低了作物病虫害的发生。
3．6 对作物品质有良好的影响
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，因此使用根瘤菌接种以后，豆科作物籽粒蛋白质含量明显提高。有的微生物肥料使用后可增加产品中的VC、糖分和氨基酸含量。
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