Vi sinh vật trong đất giữ vai trò rất quan trọng trong cải thiện độ phì nhiêu đất (Võ Thị Gương và ctv., 2010a). Việc bổ sung phân hữu cơ vào trong đất đã nâng cao khả năng hoạt động vi sinh vật đất (Gong et al., 2009; Liu et al., 2010; Võ Thị Gương, 2010). Ngoài ra, chất hữu cơ được xem là nhân tố quyết định đến độ bền của đất và các thước đo để đánh giá hoạt hoạt động của vi sinh vật trong đất và có mối tương quan thuận với độ bền đất (Chotte, 2005; Umer and Rajab, 2012; Duchicela et al., 2013; Graf and Frei, 2013; Guidi et al., 2013;. Kết quả nghiên cứu khi bổ sung phân hữu cơ trong đất đã có hiệu quả nâng cao tổng mật số vi sinh vật trong đất, cao hơn có ý nghĩa so với nghiệm thức không có bổ sung phân hữu cơ. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi
bổ sung phân hữu cơ compost 30-45 tấn/ha đã có vai trò nâng cao tổng mật số vi khuẩn trong đất: 6 x 106 cfu/g đất. Trong khi mật số nấm cao nhất khi đất được bổ sung phân hữu cơ compost: 15 tấn/ha (Zaccardelli et al., 2013).
Hoạt động vi sinh vật đất còn được thể hiện qua khả năng hô hấp của vi sinh vật đất và hoạt động enzyme trong đất (Mandal et al., 2007; Zhen et al., 2014). Enzyme đất đóng vai trò rất quan trọng trong chức năng sinh học liên quan đến tăng cường khả năng phân hủy chất hữu cơ trong đất và duy trì độ phì nhiêu đất (Shukla and Varma, 2011; Sinabaugh et al., 1991). Có nhiều loại enzyme khác nhau tham gia vào quá trình biến dưỡng trong đất. Tùy theo tính chất vật lý, hóa học và sinh học đất khác nhau mà loại và nồng độ enzyme hiện diện trong đất cũng khác nhau (Luo et al., 2016). Các enzyme tham gia vào quá trình sinh hóa đất như amylase, β-glucosidase, arylsulphatase, cellulose, chitinase, dehydrogenase, protease, phosphatase, urease (Shukla and Varma, 2011). Những loại enzyme trên đóng vài trò khác nhau trong đất, các enzme β-glucosidase, cellulose, dehydrogenase đóng vai trò trong chu trình carbon trong đất; urease và amidase tham gia vào quá trình chuyển hóa N; phosphatase tham gia vào quá trình chuyển hóa P (Luo et al., 2016; Shukla and Varma, 2011).
Chất hữu cơ trong đất được xem là nhân tố ảnh hưởng đến cộng đồng vi sinh vật trong đất và liên quan trực tiếp đến khả năng hô hấp của đất (Curiel Yuste et al., 2007; Võ Văn Bình và ctv., 2014; Wild et al., 2014). Sự hô hấp đất là thước đo nồng độ CO2 được giải phóng từ sự phân hủy chất hữu cơ trong đất bởi vi sinh vật trong đất; sự hô hấp rễ thực vật và sinh vật đất (Luo et al., 2016; USDA, 2012). Kết quả nghiên cứu các loại phân hữu cơ khác nhau khi bón vào trong đất cho thấy mật số vi sinh vật trong đất khác nhau, ảnh hưởng đến hoạt động hô hấp trong đất đối với cây trồng (Zaccardelli et al., 2013). Sự hô hấp đất được xem là nhân tố quan trong thể hiện mức độ hoạt động của vi sinh vật đất trong sự phân hủy chất hữu cơ đất. Sự phân hủy này thể hiện lượng dưỡng chất từ chất hữu cơ được chuyển hóa thành dưỡng chất ở dạng dễ tiêu cho cây trồng.