硝化作用是微生物将氨氮（NH₃-N）或铵氮（NH₄⁺-N）氧化成硝酸盐（NO₃⁻）的过程，这个过程通常发生在土壤和水体中，分为两个主要阶段，每个阶段都由不同的微生物群落完成。
以下是硝化作用的两个阶段及其化学反应方程式：
氨氧化（Ammonium oxidation）:
- 第一步是氨氧化细菌将氨氮（NH₃）或铵氮（NH₄⁺）氧化成亚硝酸盐（NO₂⁻）。
- 化学反应方程式为：
- 或者以氨的形式表示：
亚硝酸盐氧化（Nitrite oxidation）:
- 第二步是亚硝酸盐氧化细菌将亚硝酸盐（NO₂⁻）进一步氧化成硝酸盐（NO₃⁻）。
- 化学反应方程式为：
综合两个阶段，硝化作用的总体反应可以表示为：
硝化作用对于生态系统中的氮循环非常重要，因为它将氮转化为植物可以吸收利用的形式。同时，这个过程也可能导致硝酸盐的流失，造成水体富营养化等问题。
