Azotobacter có tác dụng làm tăng cƣờng thức ăn nitơ cung cấp cho cây trồng.
Trung bình khi tiêu thụ hết 1 g các chất sinh năng lƣợng, Azotobacter có khả năng đồng hóa đƣợc khoảng 10 - 15 mg nitơ phân tử. Cày vùi rơm rạ hoặc bón phân xanh vào cho ruộng sẽ góp phần cung cấp nguồn năng lƣợng cho Azotobacter và thông qua hoạt động của Azotobacter mà làm giàu thêm nitơ cho đất. Các biện pháp kỹ thuật nhƣ bón vôi để trung hòa đất, bón phân lân, tƣới nƣớc, làm ải, phơi đất,…đều làm tăng cƣờng rõ rệt sự phát triển và hoạt động cố định nitơ của Azotobacter trong đất.
Tác dụng của Azotobacter đối với cây trồng còn đƣợc chứng minh ở khả năng kích thích sinh trƣởng của chúng. Những thí nghiệm nhiễm dịch nuôi cấy
Azotobacter lên hạt cho thấy có khả năng làm nâng cao rõ rệt tỷ lệ nảy mầm cũng
nhƣ tốc độ phát triển của mầm hạt. Ngƣời ta cho rằng sở dĩ có tác dụng này là do
Azotobacter có khả năng làm tích lũy trong môi trƣờng nuôi cấy nhiều loại chất
hoạt động sinh học có giá trị. Một số nghiên cứu cho biết khi trong môi trƣờng tích lũy đƣợc khoảng 1 g tế bào Azotobacter (tính theo chất khô) thì cũng là đã tích lũy đƣợc một số ít các chất sau: tiamin, acid nicotinic, acid panjotenic, pyrydoxin, biotin…Azotobacter còn có khả năng tổng hợp các chất sinh trƣởng loại auxin và gibberellin. Azotobacter có cả khả năng tổng hợp ra một số chất chống nấm, khả
năng tích lũy các chất chống nấm này không giống nhau ở các nòi Azotobacter khác nhau.
Trong nhiều năm ở nhiều nƣớc khác nhau, ngƣời ta đã sản xuất ở quy mô công nghiệp hoặc thủ công nghiệp những chế phẩm Azotobacter và gọi là Azotobacterin. Đó là những dịch nuôi cấy Azotobacter đƣợc hấp thụ vào than bùn
hoặc các loại đất giàu chất hữu cơ đã trung hòa và bổ sung thêm một ít phân phospho kali…
Loại phân Azotobacterin khi dùng để bón cho cây trồng thƣờng đƣa đến những hiệu quả không lớn và không ổn định (nếu có làm tăng sản lƣợng thƣờng cũng không tăng quá 10% so với đối chứng). Đa số các tác giả cho rằng hiệu quả của việc sử dụng Azotobacterin chỉ tƣơng đối rõ đối với các loại đất giàu chất hữu cơ hoặc trong trƣờng hợp đƣợc bón thêm nhiều phân khoáng. Có lẽ tác dụng chủ yếu của chúng không phải ở khía cạnh có định nitơ mà là ở khía cạnh tổng hợp các chất hoạt động sinh học có tác dụng kích thích sự sinh trƣởng của cây trồng.
Trong điều kiện nƣớc ta, một số nghiên cứu đã cho biết nhân tố chủ yếu hạn chế sự phát triển của Azotobacter trong đất là pH, hàm lƣợng calci và hàm lƣợng phospho. Chỉ cần bón vôi và bón phân lân đã đủ làm tăng nhanh chóng số lƣợng
Azotobacter trong đất. Biện pháp sản xuất và sử dụng chế phẩm từ Azotobacter chỉ
nên đặt ra trong những điều kiện thâm canh có khả năng dồi dào về phân bón.