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反硝化作用，是指在缺氧條件下，微生物將硝酸鹽及亞硝酸鹽還原為氣態氮化物和氮氣的過程。是活性氮以氮氣形式返回大氣的主要生物過程。
反硝化作用不僅在土壤中進行，還可在江河湖泊和海洋中進行。發生反硝化作用的條件是:①反硝化微生物;②合適的電子供體，如有機碳化物、還原態硫化物;③厭氧條件;④氮的氧化物。土壤中已知能進行反硝化作用的微生物種類有24個屬性。絕大多數反硝化細菌是異養型細菌，亦有少數自養型細菌如反硝化硫桿菌。影響反硝化作用的因素包括:①氧的供應，當氧的供應受到限制時發生反硝化作用;②碳的供應，如土壤有機質、根分泌物等;③硝酸鹽的供應;④pH，在酸性土壤中，反硝化作用受到抑制。
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