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　　反硝化作用（denitrification）微生物还原硝酸盐、亚硝酸盐为分子氮的过程。土壤中还原硝酸盐的微生物种类多，数量大。它们是一些兼性厌氧菌，在没有氧而有硝酸盐的环境中进行呼吸作用时，通过电子传递系统，以硝酸盐作为最终电子受体使硝酸逐步还原，经亚硝酸而后释放出分子氮。依据营养方式可将它们分为两个类型：一类为异养型，如反硝化假单胞菌，它们氧化有机质，从中取得能量还原硝酸，其转化途径为：

NO₃-→NO₂-→NO→N₂O→N₂↑

　　另一类为自养型，如反硝化硫杆菌，它们将亚硫酸盐、硫磺或硫代硫酸盐氧化成硫酸，从中取得能量，而将硝酸还原成氮，其反应式为：

5S+6KNO₃＋2H₂O→3N₂↑+K₂SO₄＋4KHSO₄

5K₂S₂O₃＋8KNO₃＋H₂O→4N₂↑+9K₂SO₄＋H₂SO₄

　　反硝化作用能在较广泛的温度和酸碱度范围内进行。对反硝化作用影响最大的是土壤中氧的含量，氧不仅影响作用速度，还影响产物的比例。在绝对无氧条件下，主要产物为氮，在微有氧及低酸碱度条件下，氧化氮占优势。此外，可溶性有机质刺激反硝化菌生长，并在有机质分解时降低环境中的氧含量，也能增强反硝化作用。

　　反硝化作用除造成农田土壤中氮肥的损失外，其中间产物（NO、NO₂）还能污染环境。因而，人们正在研究利用硝化抑制剂抑制氨转化为硝酸的办法，减少硝化作用及反硝化作用，并已取得成效。