苏云金杆菌是一种有芽孢的杆状细胞。菌体周身生有鞭毛，呈粗杆状，长到一定阶段后就能把形成的伴孢晶体和芽孢释放出来。苏云金杆菌主要靠内外毒素杀死害虫，内毒素产生于伴孢晶体，外毒素产生于菌体。毒素随害虫取食进入消化道后使害虫中毒死亡。目前利用苏云金杆菌防治玉米螟、菜青虫、森林松毛虫、棉铃虫、柳毒蛾等取得了较好的效果。
苏云金杆菌是目前研究最多、应用最广泛的细菌农药，全世界已有20多个这种微生物的变种。我国常用的有松毛虫杆菌、青虫菌、苏云金杆菌和蜡螟杆菌等。现在，人们已经可以用发酵罐大规模地生产苏云金杆菌了，经过过滤、干燥等过程制成的细菌杀虫剂粉剂，可以像一般农药那样点兜、泼浇、灌心、喷雾、喷粉，非常方便。用日本金龟子杆菌，防治日本金龟子和其他金龟子也取得了显著的成效。
真菌农药——白僵菌
松毛虫经常给森林带来危害是森林的大敌。喷洒化学药剂，尽管暂时能起到一些作用，但也能杀死害虫的天敌，到头来可能反而会使害虫更加猖獗！
科学家们又想到了微生物。他们从僵死的蚕体中找到了一种叫白僵菌的真菌，把它们制成菌剂喷洒到松树上，白僵菌不仅不会杀死害虫的天敌，相反，它们还会携手并肩一起向松毛虫发动进攻。白僵菌杀死松毛虫的手段主要是通过菌丝穿过害虫的皮肤进入虫体，也可以以孢子的形式通过害虫的嘴巴钻进虫肚子。有时候，你到田间或者林地去，可以看到一些表面密密麻麻地生长着绿色、黑色、白色、黄色或灰色的茸毛，全身僵硬而且很轻的虫尸。那就是真菌，特别是白僵菌玩的把戏。原来白僵菌的分生孢子成熟后，能在空气中自由漂浮，当空气中湿度较大时，极易黏附在昆虫的体壁上。在适宜的温度和湿度条件下，孢子吸水膨胀萌发出菌丝，白僵菌能分泌几丁质酶和蛋白质毒素，以溶解寄主体表的几丁质为突破口，很快将昆虫毒死。侵入虫体内的菌丝，直接用昆虫体液和脂肪组织作为营养而生长繁殖，有的菌丝钻入各种组织或细胞内，特别是脂肪组织内，这样细胞内的原生质被消耗，细胞萎缩，虫体各种组织被破坏。最后，因为菌丝在生长过程中要大量地吸取虫体内的水分，所以使虫尸干硬僵化。当菌丝吸尽虫体内的养分以后，便沿着虫体的气门间隙和各环节的间隙伸出体外，生成气生菌丝。在气生菌丝顶端又可产生分生孢子。这时，虫尸上覆盖着白色茸毛和粉状微粒，即是白僵菌的气生菌丝和分生孢子。分生孢子可随风飘扬，到处传播，可以使一批又一批的松毛虫感染白僵菌而死亡。
除了白僵菌，还有530多种真菌能够使昆虫得病。在昆虫的各种疾病里，大约有60％是由这些真菌引起的。白僵菌是其中重要的一种，它们的分布广，寄主多，使害虫生病的能力强。包括松毛虫、大豆食心虫、玉米螟、茶毒蛾、甘蔗象鼻虫等等在内，有200多种昆虫会遭到白僵菌的袭击，得病后两三天就死亡。
如同苏云金杆菌一样，白僵菌已被人们培养并做成农药，通过喷雾、喷粉等方法，撒布到地里，成为我们对害虫进行“细菌战”的主要武器之一。白僵菌对人畜无害，而对多种害虫却有传染致病作用，因此它是当前一种较好的生物防治菌剂。
值得注意的是白僵菌也能感染家蚕，这对养蚕业是一个极大的危害。家蚕被白僵菌寄生后，体表长满白色的菌丝，虫体变得僵硬，这样死的蚕由此而得名叫做僵蚕。僵蚕是一种常用的中药，它对腮腺炎、扁桃腺炎、高胆固醇、脂肪肝都有一定的疗效。
病毒杀虫剂
在防治害虫的微生物队伍里病毒是最小的一员，但它却是一员勇猛的战将。病毒导致昆虫得病是很普遍的，至少有300多种昆虫会感染病毒病。病毒的种类也不少，用来防治害虫的病毒，主要集中在3个类群：细胞核多角体病毒、细胞质多角体病毒和颗粒病毒。
细胞核多角体病毒专门寄生在虫体细胞的细胞核里，身体像根短棍，好几十个一起被包在由蛋白质构成的包涵体里，包涵体通常是多角形的。这种病毒能够杀死200多种昆虫，主要是幼虫。一旦它们闯进虫体，先将蛋白质的包涵体溶解，接着放出许多杆状的病毒粒子。它们不断繁殖，不断侵入虫体细胞，使细胞崩裂。病毒靠吸收害虫体内的养分生活，加上破坏虫体的各部分组织，小小的病毒彻底制服了害虫。
害虫感染上细胞核多角体病毒以后，开始还“不动声色”，几天以后才出现有病的症状。一般表现为不安定，到处乱爬，有些老是向上爬，爬到树顶，倒挂而死。虫体的皮肤脆薄，很易破裂，流出乳白色的“脓液”。
细胞质多角体病毒的体形像小球，一个由蛋白质构成的多角体包藏着几百个病毒粒子。虫体细胞的细胞质是它们寄生的地方。这类病毒一般也通过害虫吞食的机会，随同食物一起进到害虫肚子里并在肠道里增殖。得病害虫的症状，往往表现为躯体变小，食欲不振。有些病虫会向畸形方向发展：头显得特别大，毛显得特别长。受到细胞质多角体病毒感染后，害虫患病一二十天之后就会死亡。
接着来说说颗粒病毒。它的病毒粒子也是杆状，但被包藏在叫做被囊的包涵体里，一个被囊只包藏一个病毒粒子，所以比多角体小很多。大约有30多种颗粒病毒能使昆虫生病。害虫生起病来，征状同细胞核多角体病毒差不多，从食欲减退，直到停止取食，血液变为乳白色而死亡。害虫从发病到死亡，一般只要四五天时间。这是由于这种病毒主要侵染害虫的脂肪组织细胞和血细胞。
这些病毒对于水稻夜蛾、棉铃虫、地老虎、菜粉蝶等都有很强的杀伤作用。由于侵染昆虫的病毒感染力强，对人畜无害，不污染环境，杀虫效果好，一些国家已经开始把它们做成杀虫剂出售。比如，加拿大的云杉叶蜂曾经是森林里的大害虫，自从欧洲引进了云杉叶蜂的细胞核多角体病毒，病毒在森林里自行繁殖，使这种害虫得以控制。
不过，病毒杀虫剂制备比较特别，因为病毒只有在活性细胞中才能繁殖，为了得到大量的病毒，先要收集大量的昆虫，然后让它们感染上病毒，再把得病的虫磨碎，才能获得病毒虫剂的产品。到目前为止，大规模生产病毒杀虫剂还是有困难的。
细菌肥料
说到肥料，人们就会想起工厂里生产的各种化学肥料，以及人畜粪尿等一些有机肥料。其实，辽阔广袤的地球表面三四十厘米厚的土壤就是一个天然的肥料厂，这里生活着无数微生物，它们在生活的同时产生各种代谢产物，供给植物生长所需的养料。
有经验的农民都知道，在贫瘠的土地上种植一般的庄稼是生长不好的，但是种豆科作物却往往生长旺盛，这是为什么呢？
只要拔起一棵大豆，洗掉根上的泥土，你就会看到，大豆根部除了长有像胡子一样的根毛外还长有许多的小圆疙瘩，形状像“肿瘤”，所以叫根瘤。如果我们把它挤破，除了一些带腥臭味的“红水”外，似乎看不出它们有什么特别之处。但是，当我们把这种汁液放到显微镜下观察就会发现，原来这些“红水”里，竟有那么多球状、杆状的微小生命在活动呢！这些小生命就是大名鼎鼎的根瘤菌。
根瘤菌和豆科植物，可谓一对亲密无间的好朋友。根瘤菌在侵入植物根部后会分泌一些物质，刺激根毛的薄壁细胞很快增殖形成“肿瘤”。在瘤中，瘤菌依赖于植物提供营养来生长、繁殖，同时它们也有一种特殊的本领，它们随身带有一种奇妙的物质——固氮酶，可以把空气中游离的氮固定下来，供给植物利用，这叫固氮作用。一个小小的根瘤就像一个微型化肥厂一样源源不断地把氮变成氨送给植物吸收。
1886年俄国的学者奥拉尼首先从豆科植物（羽扁豆）的根瘤中发现根瘤菌。1888年荷兰学者贝耶林克又分离出纯的根瘤菌种。十年后俄国学者着手研究制作根瘤菌肥。1935年前苏联建立了世界上第一座根瘤菌肥工厂。我国在1950年正式生产应用根瘤肥，到50年代末期，全国各地已普遍生产和使用。
很多微生物都有固氮作用。目前，在农业生产上应用的固氮微生物肥料主要有共生根瘤菌肥、自生固氮菌肥和固氮蓝藻肥三类。
共生根瘤与植物之间存在着共生的关系。一亩土地所含的根瘤菌在一年的时间内可以固定10～15千克的氮，这相当于向土壤中施加50～75千克的硫酸铵。自生固氮菌能独立生活并进行固氮作用，其种类较多，有好氧菌，也有厌氧菌。在一亩土地中的自生固氮菌一年内固定的氮气约有2．5千克，相当于12．5千克硫酸铵。
于1911年开始研制自生固氮菌肥料，直到1937年才在前苏联大量生产和施用。我国正式生产施用自生固氮菌肥料是在1955年以后。我国微生物工作者在东北地区找到一种自生固氮菌，制成菌肥以后用在谷子、高粱和玉米等一些农作物上，都取得了明显的增产效果。
在水中有固氮本领的固氮蓝藻，是提高水田肥效很有前途的一类微生物。每年若向每亩水田中施放2．5千克蓝藻，其固氮效果就相当于施加45千克的硫酸铵。
我国从1956年开始进行固氮蓝藻制剂在水稻上应用这方面研究的。虽然起步较晚，但是对基础理论的研究比较深入，应用效果比较明显，已达到了世界先进水平。
我国人民很早就知道利用微生物的这种固氮作用来提高土壤肥效。远在几千年前，就已经把瓜类和豆类轮作种植以提高产量，在西方采取轮作种植技术是在18世纪30年代以后的事。
最近迅速发展的细菌肥料，是把固氮的微生物进行人工培养获得大量的活菌体，然后用它们拌种或施播。细菌肥料不仅能提高农作物产量，因为活的菌体能在土壤中继续生长繁殖，还有一年施加多年有效的好处。
1953年，我国的农业科技工作者，研制成功一种新型微生物肥料——5406抗生菌肥。这种菌肥是黄放线菌的制剂，菌种经人工培养接种在豆饼和肥沃土壤的混合物中，堆积发酵5～7天而成。5406抗生菌，具有成本低、肥效高、抗病害、促生长、水田和旱田都能使用的优点，50千克可相当于8．5千克硫酸铵的肥效，对粮棉油麻等作物均有良好的增产效果。
能够制成菌肥的还有磷细菌和钾细菌等微生物，以及氮、磷、钾三种细菌的混合肥料。这种混合肥料既有固氮作用，又能分解土壤和肥料中难溶于水的含磷和钾的物质供农作物吸收利用。在这些细菌的新陈代谢过程中还能分泌一些对农作物生长有利的刺激素。据试验，在晚稻中使用混合菌肥可使产量提高10％，使用地瓜种植时可增产20％以上。
动植物的残体经微生物作用以后可以生成一种黑色或棕色的复杂的高分子有机化合物叫做腐殖酸。腐殖酸不溶解于水，与碱类作用后可生成溶解于水的腐殖酸盐，如腐殖酸钾、腐殖酸钠、腐殖酸铵、腐殖酸钙。这些化合物既有农家肥料的多种功能，又含有速效养分，与化肥相似，所以把它们叫做有机化肥或腐肥。腐肥本身是一种好肥料，而且它还能活化土壤中的微量元素供给植物利用，特别是磷的活化，可以使土壤中的有效磷提高20％左右。土壤施加腐肥后能增加土壤的团粒结构、改善土壤的酸碱性，有利于植物生长，同时促进土壤中有益微生物的活动。分解纤维素的微生物约增加一倍，氨化细菌增加一倍多，自生固氮菌能增加两倍以上。此外腐肥能刺激植物的多种酶的活性，这样就使植物的“胃口改善、食欲加强”长得快、果实大，使用后产量一般可提高10％～30％。
细菌饲料
当前，制约畜牧业发展的因素主要是饲料问题，解决好饲料问题的关键，在于搞好粗、细饲料的搭配，以及提高粗饲料的营养价值。利用微生物改造饲料不仅能够延长存放时间，以旺补淡，使牲畜一年四季都能吃到青饲料，还可以使饲料变得既好吃又有营养。
在我国北方，利用微生物技术制作青贮饲料非常普遍，具体做法是：夏秋时节青饲料大量收获时，把青饲料堆放起来，利用自然生存的和人工接种的乳酸杆菌的作用，让大量繁殖它们，从而抑制引起青饲料腐烂的微生物的生长繁殖。如果在青饲料中加入一定比例的乳酸杆菌的营养物质，例如米糖等，乳酸杆菌就会生长得更好，然后用塑料薄膜或砂土将青饲料密封起来，可以贮存一年以上，因而它又有长贮饲料之称。
稻草、麦秸的资源十分丰富，但由于它们的主要成分是由纤维素组成的，牲畜吃了很难消化，且适口性差，许多牲畜（如猪）并不爱吃。利用微生物对秸秆类物质的分解作用，可提高这种粗饲料的营养成分及适口性。通常作法是：把秸秆类物质粉碎后，加入一定量的水分，接入菌种（多为霉菌和酵母菌）进行堆积保温发酵，也可以加菌种进行自然发酵。由于微生物生长繁殖的结果，发生了一系列的生化反应，因此伴有酸、甜、香等气味发生。习惯上把这种方法制作的饲料叫做发酵饲料。又因为搞这类饲料的目的之一是把秸秆中的纤维素转变为糖，所以又称为“糖化饲料”。