由于大量无机肥料与化学农药的使用，造成土壤残留农药的毒害，土壤盐化、板结严重，土壤肥力趋于衰竭。因此，有识之士都大力提倡使用有机肥料和“生物农药”。而光合细菌已被证明既是一种优质的有机肥料，又能增强植物的抗病能力。光合细菌可作为底肥、或以拌种和叶面喷施等方式应用。
光合细菌在种植业中的应用研究也有许多报道。河北晋州利用光合细菌进行试验取得的各种数据颇能说明问题：小麦平均亩产提高16％，玉米提高13％，棉花提高14％，甘蔗、大白菜提高40％，甜瓜增产15％～24％。
光合细菌能使农作物增产增质的原因，似可归纳为以下2个主要方面：（l）光合细菌能促进土壤物质转化，改善土壤结构，提高土壤肥力，促进作物生长。光合细菌大都具固氮能力，能提高土壤氮素水平，通过其代谢活动能有效地提高土壤中某些有机成分、硫化物、氨态氮，并促进有害污染物（如农药、化肥）的转化。同时能促进有益微生物的增殖，使共同参与土壤生态的物质循环。此外，光合细菌产生的丰富的生理活性物质如脯氨酸、尿嘧啶、胞嘧啶、维生素、辅酶Q、类胡萝卜素等都能被植物直接吸收，有助于改善作物营养，激活植物细胞的活性，促进根系发育，提高光合作用和生殖生长能力。（2）光合细菌能增强作物抗病防病能力。光合细菌含有抗细菌、抗病毒的物质，这些物质能钝化病原体的致病力以及抑制病原体生长。同时光合细菌的活动能促进放线菌等有益微生物增殖，抑制丝状真菌等有害菌群生长，从而有效地抑制某些植病的发生与蔓延。由于光合细菌具有抗病防病作用，有人还试验将其作为瓜果等保鲜剂。
