Cùng với chất hữu cơ, vi sinh vật sống trong ựất, nước ựều có mối quan hệ chặt chẽ với cây trồng. Hầu như mọi hoạt ựộng diễn ra trong ựất ựều có sự tham gia của vi sinh vật (mùn hóa, khống hóa chất hữu cơ...). Vi sinh vật (VSV) do nhà khoa học người Châu Âu phát hiện từ thế kỷ 17, ựến thế kỷ 19 ngành công nghệ vi sinh bắt ựầu phát triển mạnh mẽ, khởi ựầu bằng chế phẩm
vi sinh cố ựịnh ni tơ phân tử. đến năm 1964 hàng loạt chế phẩm vi sinh vật ựược nghiên cứu sản xuất như: Chế phẩm VSV cố ựịnh ựạm, VSV phân hủy lân, chế phẩm VSV phân hủy cellulose, chế phẩm VSV ựa chức năng và nhiều loại chế phẩm VSV xử lý môi trường ựất, bảo vệ thực vật ựược ứng dụng rộng rãi. Vì vậy, vi sinh vật ựược coi là hệ thống của bộ phận dinh dưỡng tống hợp cho cây trồng, ứng dụng công nghệ vi sinh vật trong sản xuất phân bón thực chất là việc sử dụng vi sinh vật sống hoặc các hoạt chất sinh học của chúng nhằm cải thiện tình trạng dinh dưỡng của cây trồng, thúc ựẩy sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng và cho năng suất cao (theo Chu Thị Thơm, Phạm Thị Lài, Nguyễn Văn Tó - 2006, Kỹ thuật trồng và chăm sóc cây
lạc, NXB Lao ựộng, Hà Nội).
Từ thập kỷ 80, tại trường đại học Tổng hợp Ryukysu, Okinawa, Nhật Bản, tác giả Teruo Higa ựã nghiên cứu phân lập, nuôi cấy trộn lẫn 80 lồi VSV có ắch thuộc 5 nhóm là: Vi khuẩn quang hợp có vai trị tổng hợp C02 và H20, vi khuẩn lactic có vai trị chuyển hóa thức ăn khó tiêu thành thức ăn dễ tiêu, nấm men có vai trị sản suất ra các loại vitamin và axit amin, xạ khuấn sản sinh ra các kháng sinh, ức chế VSV gây bệnh và phân giải các chất hữu cơ, nấm sợi có tác dụng sử dụng chất hữu cơ của vi khuẩn quang hợp ựể chuyển hóa N2 trong không khắ thành các hợp chất chứa N, ựể tạo ra chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu Effective Microorganisms - EM (theo Woodward Dan - 2003, Soil and sustainability, effective microorganisms as regenerative systems in Earth healing. Wikipedia - 2006, Chế phẩm EMINA).
Tác giả Teruo Higa cho rằng, chế phẩm EM giúp sinh ra các chất chống oxy hóa như inositol, ubiquinone, saponine... Các chất này có khả năng hạn chế bệnh, kìm hãm hoạt ựộng của các vi sinh vật gây hại và kắch thắch sự hoạt ựộng của vi sinh vật có lợi. đồng thời các chất này cũng có tác dụng giải ựộc các chất có hại do sự hình thành các enzym phân hủy. Vai trò của EM còn ựược phát huy bởi sự cộng hưởng sóng sinh ra bởi các vi khuẩn quang dưỡng,
các sóng này có khả năng chuyển các dạng năng lượng có hại trong tự nhiên thành dạng năng lượng có lợi thơng qua sự cộng hưởng.
Mỗi loài vi sinh vật trong chế phẩm EM có một hoạt ựộng chức năng riêng. Do ựều là vi sinh vật có lợi sống cộng sinh với nhau nên hoạt ựộng tổng thể của chế phẩm EM tăng lên rất nhiều. Có nhiều dạng chế phẩm EM ựã ựược sản xuất:
- Dung dịch EM gốc (còn gọi là EM1): Là tập hợp khoảng 50 loài vi sinh vật có ắch, cả hảo khắ và kỵ khắ thuộc 10 chi khác nhau gồm vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn và nấm mốc sống cộng sinh. Từ chế phẩm EM gốc có thể chế ra các chế phẩm thứ cấp như: EM Bokashi B (làm thức ăn cho gia súc) và EM Bokashi c (ựể xử lý môi trường).
- EM Bokashi: Thường có dạng bột hoặc hạt nhỏ ựược ựiều chế bằng cách lên men các chất hữu cơ (cám gạo, cám ngô, bột cá, than bùn...) với dung dịch EM gốc. EM Bokashi có tác dụng tăng tắnh ựa dạng của vi sinh vật trong ựất và cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng.
- EM5: Là hỗn hợp lên men của giấm, cồn, rỉ ựường, nước và EM gốc. EM 5 ựược dùng ựể phun lên cây xanh nhằm tiêu diệt các tác nhân gây bệnh và loại trừ sâu hại bằng quá trình sinh học.
-EM - FPE (Effective Microorganisms - Fermented Plant Extract): Là chiết xuất cây cỏ lên men EM. Gồm một hỗn họp cỏ tươi với rỉ mật ựường và dung dịch EM gốc. Tác dụng chắnh là cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng, hạn chế tác nhân gây bệnh và côn trùng.