藻类是地球上最早出现的光合自养生物，作为最低等的光合生物，它们的存在不但改变了原始大气组成，并且通过光合作用为随后通过进化形成的多种生命形态提供了至关重要的物质O2。此外，与农业生产密不可分的关键性物质土壤的形成，也离不开藻类的贡献: 藻类、地衣等生物死后的残体形成最初形态的土壤，苔藓类植物在此基础上才进一步形成如今人类赖以生存的土地。因此，从某种意义上讲，没有藻类就没有人类和现代农业的发展。
1.固氮蓝藻作为水稻肥源
固氮蓝藻作为水稻肥源虽然很早以前人们在农业生产的实践过程中就已经发现某些藻类能促进水稻长，并不自觉地利用了固氮藻类这种生物学特性，但是直到 1889 年Frank发现某些藻类具有固氮的生物学特性后，人们才开始自觉地去认识、利用固氮蓝藻为农业生产服务。到 20 世纪 90 年代为止，世界各地已报道发 现有 33 属 150 多种藻类具有固氮能力，所报道的 固氮蓝藻多数属于念珠藻属和鱼腥藻属，随着研究段和方法的进步，将有更多种类有固氮能力的藻类被发现。
藻类所具有的固氮特性和自身的生活特性使其在水生作物的栽培方面具有广阔的应用空间。1939 年 De 发现生长有固氯蓝藻的稻田在不施肥的情况下，可以通过藻类的固氮作用使水稻连年保持较高的产量。由于水稻是世界各国重要粮食作物之一，因此这一发现引起了各国利用固氮蓝藻提高水稻产量的研究热潮。研究表明，在水稻田中接种固氮蓝藻，可使稻谷增产 15% ～ 30%。黎尚豪等及其所在研究团队大田试验中成功运用固氮蓝藻使3000公顷水稻成功增产10%～30% 。
2.利用藻类改土固沙
土壤作为农业生产的基础，其质量是限制农业生产可持续发展的关键性因素之一。目前改善土壤质量的方法很多，但是如何更经济、更有效地改善土壤的质量是摆在农业生产面前的一道难题。由于土壤藻类是几乎在所有类型土壤中普遍存在的一类能够进行光合放氧的微生物，在土壤形成、改善土壤微生态系统以及提高土壤肥力等方面具有独特的生理生态学功能。因此，利用藻类改善土壤质量是一种经济可行的方法。藻类改善土壤质量的途径有三个方面: 增加土壤中氮的含量、改善土壤结构以及通过光合放氧提高土壤氧气含量。土壤中的藻类几乎涵盖藻类所有门类，就生物量而言，土壤藻类以绿藻门种类居多，而具有固氮能力的藻类则是蓝藻门的一些种类。固氮蓝藻不仅可直接同化空气中的游离态氮，还可以通过影响其他固氮土壤微生物活性，增加其固氮能 力以间接改善土壤质量。有研究表明，藻类能够提高土壤中有机质和有效磷的含量，提高土壤肥力。
刘永定等对中国长江及黄河流域土壤 藻类进行的调查研究发现，藻类物种多样性随着土 壤有机质或无机 N、P、K 含量的增多而增加，说明土壤藻类与土壤肥力有着必然的内在联系。藻类还可以通过分泌胞外多糖等物质，使土壤微粒粘结，从而改变土壤结构，这一特性有助于土壤氮、磷营养的保持以及有机质的增加。不仅如此，不同层次的土壤藻类通过光合放氧为异养微生物创造了良好的生境，从而有利于促进土壤的形成，推动整个生态 系统的能量流动和物质循环。
利用藻类改善土壤质量的另一个重要研究方面就是利用其形成的生物结皮防风固沙。在广大的荒漠、半荒漠地区，藻类形成的生物结皮对于水土保持、流沙固定、其他生物类群的生长繁殖以及土壤微生态系统的最终形成具有重要的促进作用。因此，研究藻类结皮的分布、结构以及形成机理对利用 土壤藻类固沙改土具有重要的指导意义。
3.蓝藻和有机肥无机肥混用
在对农作物进行田间肥效试验时发现，施用蓝藻有机无机复混肥的烟草、西芹、韭菜、康乃馨等作物的产量较使 用普通复合肥提高 10%～20% ，并且在作物及土壤中均未检出藻毒素。国外也有将水华蓝藻作为有机肥料的报道，研究发现以蓝藻制备的有机肥料肥效优于一般化肥。
利用水华蓝藻作为农业生产中有机无机复混肥，既解决了水华蓝藻巨大生物量难以处置的问题，又改善了环境，增加了社会和经济效益。这种“变废为宝”的做法，符合以可持续发展原则为基础的“循环经济”理论，在以后农业生产实践中应积极地加以推广。