微藻是一类个体微小、结构简单、光合利用效率高的低等自养生物，广泛分布于土壤、海洋、河流和湖泊等不同生境，甚至生活在一些极端环境（南北极、干旱和盐碱土壤等）。微藻种类繁多，地球上约有 3 万余种不同的微藻，占全球已知藻类的 70%左右，其中包括原核生物，如蓝藻门种类，也有真核生物，如绿藻门、硅藻门等。
一、微藻生物肥的作用
1.它可以通过缓慢释放氮、磷、钾来防止养分流失，满足植物的生长需求。
2.除了含有大量的营养素外，还含有微量元素和促进植物生长的物质，如植物激素、维生素、类胡萝卜素、氨基酸和抗真菌物质，这些物质能促进作物生长和提高土壤肥力。
3.微藻繁殖速度快，可规模化培养，其生物质可直接用于土壤接种，不会污染地下水和土壤等周边环境。
4.利用微藻净化养殖废水或城市污水后收获微藻生物量来作为肥料，在净化水质的同时极大地降低生产成本。
5.能够修复被破坏的土壤，如荒漠化土壤和盐碱地等。
二、微藻生物肥的生物特性
1.固氮作用
自然生态系统中最主要的氮来源是生物固氮。固氮蓝藻是地球上年固氮量仅次于豆科植物和根瘤菌共生结合体的固氮生物，是重要的可利用生物氮肥资源。固氮蓝藻通过异形胞将空气中的分子氮转化合成为氮素化合物，从而满足土壤中动植物的需要。
同时，固氮蓝藻是目前唯一发现的可以同时进行光合作用和固氮作用的生物，它不与植物竞争对氮的需求，并且在生长繁殖过程中会不断分泌出氨基酸、糖类、多肽和少量激素等含氮化合物和活性物质，促进其他微生物的生长，提高土壤中的有效氮的浓度。
自 1939 年印度首次报道用固氮蓝藻肥田开始，许多研究证明使用固氮蓝藻可以增加农业生产的产量，提高土壤中的氮含量。国内方面最初由黎尚豪院士率领的团队研究表明在稻田中接种固氮蓝藻水稻平均增产超过15%，最高达33%, 是很有发展前景的晚稻肥源。
研究表明固氮鱼腥藻肥料比化肥的肥效更持久，但肥效比较缓慢，在水稻作物上接种丝状蓝藻，可以减少 50%的化肥用量，且粮食产量和品质与施用化肥的相近。
2.固碳作用
微藻是光养微生物，光合效率高，其固碳效率是一般陆生植物的 10-50 倍。土壤中的藻类通过光合作用吸收空气中的 CO2，释放 O2 可以提高土壤氧含量，为好氧微生物提供生存空间，改善土壤性质。在正常光照下，藻类通过光合作用，能使土壤的有机质不断增加，并且在藻类和微生物的共同作用下，能够将土壤中的难溶磷释放出来，为植物生长提供营养。
藻类分泌的胞外多糖和土壤中的微生物在土壤表面形成的藻生物膜还有助于封存大气中的 CO2，并增加土壤中的有机碳。藻类生物肥料除了固定 CO2 和减少温室气体排放之外，藻细胞死亡后可以转化为有机肥，改善土壤结构，提高水稻产量和品质。
3.生物活性物质
土壤微藻除了进行固氮和固碳作用以外，还能够分泌多种生物活性物质，如类胡萝卜素、蛋白质、脂肪酸、植物激素、胞外多糖、维生素和抗生素等。其中，植物激素是一类小分子，是协调高等植物细胞活动的化学信使，在作物的生长发育中起着重要的作用；而胞外多糖能够为土壤微生物提供营养物质和增加土壤有机碳含量，进而对土壤性质产生影响，胞外多糖能够提高土壤团聚体的稳定性，并且可以通过生物吸附作用降低重金属的毒性，具有粘附性，有助于土壤颗粒的聚集，改善土壤结构，更大程度上防止土壤侵蚀。微藻的细胞提取物和生长液中已被证明含有植物激素（如生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和水杨酸），在植物发育中起着至关重要的作用。
4.微量元素
植物正常生长所需要的营养元素除大量元素氮、磷、钾外，还包括中量元素和微量元素，尤其是微量元素对植物的正常生长和各项生理活动都起着非常重要的作用。微量元素的缺乏与过剩和病虫危害一样，会威胁植物正常的生长发育，并且对作物的产量和品质造成一定的影响。
微藻中含有 Cu、Fe、Se、Mn、Zn 等多种微量元素，在土壤中接种微藻后能够增加土壤中微量元素的含量，促进植物生长。细菌与蓝藻和绿藻的共同作用能够强化植物根部微量元素Cu、Mn、Fe 和 Zn 的富集。在土壤中同时接种鱼腥藻和固氮菌，发现土壤 Zn、Mn、Cu 和 Fe 的有效浓度增加，叶片中叶绿素 a 含量提高了 51.13%。利用水产养殖废水培养的螺旋藻生物质作为农业肥料，与化学肥料的成分相对比，发现藻类中氮、磷和钾的含量较低，但检测到钙、铁、锰、锌和硒等微量元素的存在。钙是细胞壁的重要组成部分，不仅可以促进新的生长点和根尖的形成，也可以增强细胞壁的弹性和膨胀，使生长点不会变得僵硬和脆弱。铁是几种必需酶的重要结构成分之一，缺乏铁会造成植物叶绿素难以形成，导致叶片黄化，植物光合作用降低等问题。藻类生物质中的锰含量也显著高于化学肥料，锰元素作为同化氮的酶活化剂，对叶绿素的合成至关重要。此外，参与生物质和酶系统合成的锌元素和具有提高种子苗期根系活力作用的硒元素在化学肥料中并未检测到，但是，它们对于叶绿素和碳水化合物的产生以及促进某些代谢反应是非常重要的。