反硝化作用

反硝化作用（denitrification）

也称脱氮作用。反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程。微生物和植物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途，一是利用其中的氮作为氮源，称为同化性硝酸还原作用：NO3-→NH4+→有机态氮。许多细菌、放线菌和霉菌能利用硝酸盐做为氮素营养。另一用途是利用NO2-和NO3-为呼吸作用的最终电子受体，把硝酸还原成氮（N2），称为反硝化作用或脱氮作用：NO3-→NO2-→N2↑。能进行反硝化作用的只有少数细菌，这个生理群称为反硝化菌。大部分反硝化细菌是异养菌，例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等，它们以有机物为氮源和能源，进行无氧呼吸，其生化过程可用下式表示：

C6H12O6+12NO3-→6H2O+6CO2+12NO2-+能量

CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量

少数反硝化细菌为自养菌，如脱氮硫杆菌，它们氧化硫或硝酸盐获得能量，同化二氧化碳，以硝酸盐为呼吸作用的最终电子受体。可进行以下反应：

5S+6KNO3+2H2O→3N2+K2SO4+4KHSO4

反硝化作用使硝酸盐还原成氮气，从而降低了土壤中氮素营养的含量，对农业生产不利。农业上常进行中耕松土，以防止反硝化作用。反硝化作用是氮素循环中不可缺少的环节，可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少，消除因硝酸积累对生物的毒害作用。

影响土壤反硝化作用的因素

1.通气和水分状况 反硝化作用是在嫌气的环境中进行的，因而受到土壤水分和通气状况的制约。在旱地土壤中存在的局部或暂时性的微域环境是引起反硝化作用的条件。施用有机肥增加好氧微生物的呼吸作用从而消耗了土壤中的氧，可造成土壤局部或暂时的缺氧环境最终可促进反硝化作用。此外，灌水、降雨及土壤本身的组成成分都会影响土壤的水分状况和通气状况，从而影响反硝化作用。

2.温度

反硝化作用可以在较宽的温度范围内进行。-4～65℃反硝化作用都可以进行，要发生明显的反硝化作用温度需在5℃以上，最佳温度为30～60℃（Nommik 1956; and Malhi etal.）。作物生长期间温度在10～30℃时，温度对反硝化影响很小（Aulakh and Rennie,1984）。

3.碳源 反硝化细菌大多属于异养细菌，所以土壤中碳源特别是可溶性有机碳含量制约着反硝化细菌的生长繁殖，从而影响反硝化作用。反硝化作用还受其他因素如：氮源、土壤pH值、土壤质地、耕作条件、根系等条件的影响。