Di dalam setiap gram tanah hidup lebih dari satu milyar mikrooganisme, yang sifatnya menguntungkan tanaman (bermanfaat) atau merugikan tanaman (mudarat).  Mikroorganisme tersebut bisa menyuburkan tanah (bermanfaat) atau membuat tanah menjadi sumber penyakit tanaman (mudarat).  Penelitian tentang pengaruh mikroorganisme terhadap kesuburan dan penyakit tanah telah diteliti sejak tahun 1900, tetapi pada saat itu peneliti hanya tertarik akan mikroorganisme penyebab penyakit tanaman yang berasal dari tanah, yang dikenal dengan ilmu penyakit tanaman.  Sedangkan Ilmu mikrobiologi untuk menyuburkan tanah baru berkembang sejak 1980.

Prof. Dr. Teruo Higa dari University of The Ryukyus menemukan Teknologi EM (Effective Microorganisms) untuk menyuburkan tanah, yaitu bagaimana mengubah tanah menjadi tanah penekan penyakit (disease suppresive soil), tanah sintetik (synthetic soil) dan tanah fermentasi (zymogenic soil).  Tanah penekan penyakit artinya, di dalam tanah hidup dominan mikroorganisme yang menekan populasi penyakit tanaman, sehingga tanaman menjadi sehat.  Tanah sintetik artinya di dalam tanah hidup mekroorganisme yang mampu menyintesa (membentuk) zat-zat penyubur tanah, seperti  pupuk yang terlarut/ tersedia bagi tanaman di dalam tanah; menangkap nitrogen, melarutkan phospat, dan melarutkan nutrisi lainnya di dalam tanah sehigga tanaman menjadi subur.  Tanah fermentasi artinya, di dalam tanah hidup dominan mikroorganisme fermentasi, seperti ragi, lactobacillus, Rhizopus, Mucor, dll,yang berfungsi untuk memfermentasi bahan organik yang ada di dalam tanah menjadi senyawa hasil fermentasi, seperti asam amino, gula, dan senyawa organik yang lebih sederhana, sehingga bisa diserap oleh perakaran tanaman.

EM adalah campuran dari mikroorganisme efektif yang berguna bagi pertumbuhan tanaman dan kesuburan tanah, yang diaplikasikan di dalam tanah, dengan menyiramkannya ke tanah, menyemprotkan ke tanaman.  EM juga digunakan di tambak (perikanan), peternakan, dan pengolahan limbah organik.  Penemuan Teknologi EM membuka cakrawala baru dalam bidang mikrobiologi-kesuburan tanah dengan memanfaatkan mikroorganisme yang menguntungkan di dalam tanah untuk kesuburan tanah.  Mikroorganisme penyakit tanaman hidup dalam kondisi represif (tertekan), tidak muncul, tetap ada di dalam tanah, tetapi tidak menimbulkan penyakit, karena pengeruh mikroorganisme efektif yang dominan, sehingga tanah terkondisikan menjadi tanah penekan penyakit, tanah sintetik dan tanah fermentasi.  Dengan cara demikian, EM dapat mengantarkan pertanian organik menjadi pertanian yang berlanjut, menguntungkan dan tidak merusak kelestarian lingkungan.   Effective Microorganisme di dalam tanah bekerja secara menakjubkan.