在土壤氧气不足时，将硝酸盐还原成亚硝酸盐，并进一步把亚硝酸盐还原为氨及游离氮的细菌。能将硝酸盐还原，并产生分子态氮气的细菌，称为反硝化细菌。如反硝化杆菌等均属此类。这种菌分布范围较广，大量存在于污水、土壤及厩肥中，在缺氧的条件下能够将硝酸盐变成氨和氮。