Cùng với chất hữu cơ, vi sinh vật sống trong ựất, nước ựều có mối quan hệ rất chặt chẽ với cây trồng. Hầu như mọi quá trình xảy ra trong ựất ựều có sự tham gia trực tiếp, hay gián tiếp của vi sinh vật (mùn hoá, khoáng hoá chất hữu cơ, phân giải, cố ựịnh chất hữu cơ...). Vì vậy, vi sinh vật ựược coi là hệ thống của bộ phận dinh dưỡng tổng hợp cho cây trồng. Công nghệ sinh học về phân bón thực chất là tổng hợp các kỹ thuật (vi sinh, vi sinh học phân tử, hoá sinh...) nhằm xử dụng vi sinh vật sống hoặc các hoạt chất sinh học của chúng tạo nên các dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng hay thơng qua ựó giúp cây trồng sinh trưởng, phát triển và xử dụng dinh dưỡng tốt hơn (Phạm Văn Toản, 2002).
Giáo sư Teruo Higa, trường đại học Tổng hợp Ryukysu, Okinawa của Nhật Bản ựã nghiên cứu và phát minh ra công nghệ vi sinh vật hữu hiệu vào những năm 70 của thế kỷ 20. T. Higa ựã nghiên cứu phân lập, ni cấy, trộn lẫn 5 nhóm vi sinh vật có ắch là vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn và nấm sợi ựược tìm thấy trong tự nhiên tạo ra chế phẩm Effective Microorganisms (EM). Cơng nghệ EM dần trở nên nổi tiếng và có ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước.
T. Higa cho rằng, chế phẩm EM giúp sinh ra các chất chống oxy hoá như inositol, ubiquinone, saponine, polysaccharide phân tử thấp, polyphenol và các muối chelate. Các chất này có khả năng hạn chế bệnh, kìm hãm các vi sinh vật có hại và kắch thắch các vi sinh vật có lợi. đồng thời các chất này cũng giải ựộc các chất có hại do có sự hình thành các enzym phân huỷ. Vai trò của EM còn ựược phát huy bởi sự cộng hưởng sóng sinh ra bởi các vi khuẩn quang dưỡng [5]. Sau hơn 20 năm nghiên cứu EM, giáo su T. Higa cùng các ựồng nghiệp ựã phát triển từ 5 lớp sinh vật (ựược ghi nhận trong bằng sáng chế của T. Higa) ựến 9 lớp, từ 83 loài vi sinh vật lên ựến 130 loài trong EM.
Các vi sinh vật trong chế phẩm EM có một hoạt ựộng chức năng riêng của chúng. Do ựều là các vi sinh vật có lợi, cùng chung sống trong một môi trường,
sống cộng sinh với nhau, cùng hỗ trợ cho nhau nên hoạt ựộng tổng thể của chế phẩm EM tăng lên rất nhiều (Nguyễn Quang Thạch và ctv, 2001). Có nhiều dạng chế phẩm EM ựã ựược sản xuất. Tuy nhiên, trong ứng dụng, chỉ cần dùng riêng biệt một loại chế phẩm hoặc phối hợp nhiều loại khác nhau cũng ựã mang lại hiệu quả cao.
* Dung dịch EM gốc (EM1)
EM1 nguyên chất là tập hợp khoảng 50 lồi vi sinh vật có ắch cả háo 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 cùng môi trường.
Từ chế phẩm EM1 có thể chế ra các chế phẩm khác như EM thứ cấp, EM Bokashi B (làm thức ăn cho gia súc) và EM Bokashi C (ựể xử lý môi trường) (Lê Khắc Quảng, 2004).
* EM Bokashi
EM Bokashi thường có dạng bột, hoặc hạt nhỏ ựược ựiều chế bằng cách lên men các chất hữu cơ (cám, bánh dầu, bột cá, phân, than bùn) với dung dịch EM1. EM Bokashi có tác dụng tăng tắnh ựa dạng của vi sinh vật trong ựất và cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng.
EM Bokashi C: Vật liệu khô là cám gạo và mùn cưa ựược pha trộn theo tỷ lệ 1:1. Dung dịch EM ựược chuẩn bị như trên. Cách làm tương tự như ựối với EM Bokashi B (Lê Khắc Quảng, 2004).