反硝化作用

反硝化作用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：多种细菌和真菌斗具有硝酸盐还原酶，可以将硝酸盐还原为亚硝酸盐方程式如下：而脱氮作用，则常常与无氮有机物的氧化反应伴随发生，例如：总的反应方程式为：也就是说，在1摩尔的葡萄糖被氧化的同时，有4摩尔的硝酸根被还原为2摩尔分子氮在 pH 为 7.0~8.2，厌氧条件下，如果有可溶性无氮有机物存在，则脱氮作用旺盛反硝化作用的意义在于：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+f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：NOy-NOj-Nzf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反硝化作用，狭义的指将硝酸盐还原为分子态氮的过程，称为脱氮作用；广义的指将硝酸 盐还原为较简单的氮化合物的过程，除了脱氮作用外，还包括硝酸盐还原作用（指脱氮作用 以外的还原作用，例如硝酸盐还原为亚硝酸盐的作用）NHO3+2H >HNO2+H2O（需要硝酸还原酶的作用）C6H12O6+6H2O >6CO2+24H24H+4NO3 二 >12H2O+2N2C6H12O6+4NO3— >6CO2+6H2O+2N2+420cal很多细菌可以引起脱氮作用，主要是一些革兰氏阴性的无芽胞杆菌，如荧光杆菌，斯图 采尔杆菌它们一般是兼性需氧的细菌，脱氮作用常常是在厌氧条件下发生而且，有些化 学能自养型细菌也可以在厌氧的条件下引起脱氮作用，比如，反硝化硫化细菌可以用硝酸盐 来氧化硫，从而将硝酸盐还原，方程式如下：5S+2CaCO3+6KNO3 >3K2SO4+2CaSO4+2CO2+3N2+660cal1, 硝酸盐还原作用使水中的低毒硝酸盐浓度降低，而使具有较高毒性的亚硝酸盐浓度 增加，所以是不利的。

2, 脱氮作用使水中的低毒硝酸盐浓度降低，变为无毒的氮气排除，是有利的3, 在草缸中，脱氮作用会使对草有营养意义的硝酸盐减少，对草是不利的，特别是在 氮循环保持良好状态的生态群落中5, 脱氮作用对没有排除硝酸盐途径的裸缸具有重要意义，和良好的硝化作用一起，维 持水中的低氮状态，保持水质稳定，延长换水时间4, 如果要增加脱氮作用的强度，可以创造适合反应的条件，其中保持适合的酸碱度和 一定可溶性无氮有机物浓度是关键无氮有机物水中的存在有限，可以考虑额外添加补充， 例如向水中补充葡萄糖溶液。