《土壤和环境微生物学》——反硝化作用的产物

硝酸盐呼吸过程中，电子从“还原性”的电子供体物质通过一系列电子载体传给一个氧化性更高的氮氧化物，当电子传递给某几个氮氧化物时，能量被电子传递磷酸化作用保存下来。其终产物则因不同的作用而有所不同。一般反硝化作用中氮氧化物的还原过程如下：

其中产物的转化可从密封系统的反硝化过程中测得。图12-2表明了一个水稻土中反硝化的中间产物消失过程：NO₃^-加入土壤中，经约200小时，其量降至最低点；NO₃^-量下降的同时，NO增长，在100小时左右达到高峰后又下降，其时出现N₂O和N₂。NO₂^-在200小时以前微量存在。大田土壤的转化过程类似，只是转化速度快得多。

NO作为中间产物曾有所争议，不同作者产物曾有所争议，不同作者使用不同的菌做实验，所得的结果是矛盾的。N₂O作为中间产物则比较肯定，而且在某些条件下N₂O的释放量很大，这是反硝化作用造成环境污染的主要原因。表12-1中列举了不同土壤体系中N₂O的排放量。

除了反硝化作用外，硝酸盐还可异化还原成铵。已有很多材料证明，在淹水土壤或海洋沉积物中，NO₃^-可还原成NH₄⁺，用¹⁵N和梭壮芽孢杆菌证明可有20-70%的NO₃^-转化成NH₄⁺。这种作用的生理意义尚不清楚。Ruorff认为很可能与脱毒有关，即为减少过剩的电子，将NO₃^-还原成NH₄⁺比反硝化作用更有效些。异化还原对O₂和NH₄⁺的反应不同于同化还原过程，同化还原不受O2影响，而受NH₄⁺抑制，异化还原在无O₂条件下进行，不受NH₄⁺抑制。在富含NO₃^-而贫碳的培养基中反硝化占优势，在富NO₃^-富碳的培养基中则生NH₄⁺占优势，这是因为将NO₃^-还原成NH₄⁺需要更多的电子。梭壮芽孢杆菌在还原NO₃^-或NH₄⁺的过程中起重能作用。最近证明， 胃微生物可还原NO₃^-成NH₄⁺。枯草杆菌也能还原NO₃^-成NH₄⁺。NO₃^-还原成NH₄⁺在保氮方面有重要的农业实践意义。