硝化和反硝化原理
硝化和反硝化原理如下：
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。
硝化作用是指异养微生物进行氨化作用产生的氨，被硝化细菌、亚硝化细菌氧化成亚硝酸，再氧化成硝酸的过程。 反硝化作用即硝酸还原作用。
硝化作用，是指氨基酸脱下的氨，在有氧的条件下，经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为硝酸的过程。氨转化为硝酸的氧化必须有氧气参与。通常发生在通气良好的土壤、厩肥、堆肥和活性污泥中。硝化细菌从铵或亚硝酸的氧化过程中获得能量用以固定二氧化碳，但它们利用能量的效率很低，因此它们在同化二氧化碳时，需要氧化大量的无机氮化合物。
反硝化作用，是指在厌氧条件下，微生物将硝酸盐及亚硝酸盐还原为气态氮化物和氮气的过程，是活性氮以氮气形式返回大气的主要生物过程。反硝化作用不仅在土壤中进行，还可在江河湖泊和海洋中进行。发生反硝化作用的条件是：反硝化微生物；合适的电子供体，如有机碳化物、还原态硫化物；厌氧条件；氮的氧化物。
土壤中已知能进行反硝化作用的微生物种类有24个属性。绝大多数反硝化细菌是异养型细菌，亦有少数自养型细菌如反硝化硫杆菌。
作用影响：
硝化作用所产生的硝酸盐，因其自身的负电性而不容易被固定在正离子交换点（主要是腐殖质）多于负离子的土壤中。尤其是在土壤大量施用铵态化学肥料（如硫铵和硝铵）以后，所产生的大量硝酸根和相当数量的亚硝酸根在强降雨后或过量灌溉后，移动到地下水的情况经常会发生。地下水中硝酸盐含量的提高关系到饮用水的安全。
硝酸根和亚硝酸根还极易转化为亚硝胺，它已被证明是一种致癌、致畸、甚至导致胎儿死亡的有害物质。如果过量硝酸盐通过径流或地下水进入地表水，会导致水体的富营养化，使得蓝藻菌和其它藻类大量繁殖，导致水生生物因缺氧而大量死亡。虽然不像铵一样对鱼类有毒，硝酸盐可通过富营养作用间接影响鱼类的生存。
EM菌原液渗入水体后，其群体作用能杀死或抑制病原微生物和有害物质，调整养殖生态环境，增加水中溶氧量（氧气），促进养殖生态系中的正常菌群和有益藻类活化生长，保持养殖水体的生太平衡；拌入饵料投喂，直接增强鱼类的吸收功能和防病抗逆能力，促进健壮生长。EM菌原液中的光合菌还能利用水中的硫化氢、有机酸、氨及氨基酸兼有反硝化作用中去除水中的亚硝酸铵，因而能使养殖池中的排泄物和残饵污染得到净化，改善水质，减少鱼病。
主要作用为：
1、减少病原微生物和不良藻类、明显增强养殖对象的免疫力和抗病性，降低发病率，提高成活率。用户反映，EM菌原液可使蟹苗成活率提高近一倍，中华石斑鱼的成活率由原来的30%提高到70%以上。
2、增加有益微生物数量。水面浮游动物、有益藻类增多，特别是红虫不断增多至布满水面。
3、稳定和改善水质，水体颜色清爽，不臭不腐，无硫化氢、氨气等异味，能见度在25－50cm的时间长且较稳定，换水时间可延长2倍以上。
4、鱼虾粪、池底杂质和下脚料不会变成淤泥而呈散沙状。
5、促进生长，增重率明显提高。实践证明，在同等环境下，用EM菌原液后，可提前10－15天上市，平均亩产提高20%－35%，产卵量增加25%，产卵时间延长。有的试验表明，常温新鳖池用EM菌原液后，产卵时间延长近70天，且孵化率较好，饵料不臭，改善了养殖环境。北京郊区某渔场在鱼苗试验中，试验组鱼苗体重为对照组的两倍，厦门某学院在小面积对虾养殖试验中，体重增重率达166.7%。
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