溶解于养殖水体中的有机物先由异养细菌分解为氨氮，再由自养细菌（亚硝化菌和硝化菌）进一步分解为亚硝酸盐和硝酸盐。硝酸盐对水产动物是无毒的，而氨氮和亚硝酸盐对水产动物有毒。

硝化细菌在氮的循环中将氨氮和亚硝酸盐转化为硝酸盐而被藻类利用，从而起到净化水质的作用。硝化细菌是亚硝化菌（又称氨氧化菌）和硝化菌（又称亚硝酸氧化菌）两类细菌的总称，是一类化能自养性细菌。硝化细菌主要特征是生长速率低，具有好氧性、依附性和产酸性等。

一般养殖水体中不会缺少好氧性异养菌，因为大多数异养菌20分钟可繁殖1次，10小时内1个菌可变成1亿个菌，只要水体中有充足的氧气，水体中的有机物就能顺利地转化为氨氮，但水体中往往缺少亚硝化菌和硝化菌。因此，有机物含量较高的水体中必需添加亚硝化菌和硝化菌。否则，水体中的氨氮和亚硝酸盐逐渐积累，会引起氨中毒或亚硝酸盐中毒。

目前市场上有不少以硝化细菌为主的微生物制剂，对于不同的产品甚至是同一种产品的应用效果，生产中应用后往往反映不一。为了提高硝化细菌的实际使用效果，必须要了解其生长所需要的条件，才能合理使用。

（1）提供充足的溶氧量，硝化细菌是一类好氧菌，只有在有氧条件下，硝化细菌才能把氨氮氧化为亚硝酸盐，再把亚硝酸盐氧化为硝酸盐。因此，水体中的溶氧量必须保持在2～3毫克/升以上，若低于0.5毫克/升，硝化作用就会停止。但也不能高于20毫克/升。

（2）提供充足的碳源，硝化细菌是一类自养细菌，只能利用无机碳（如二氧化碳）作为能源来合成有机物（菌体）因此池水中可以加入可溶性碳酸盐或重碳酸盐（如碳酸钙）作为二氧化碳来源；同时也可以防止池水pH下降。

（3）保持一定的碱度，以平衡硝化作用产生的酸度。有机物经硝化细菌分解为硝酸盐，由于水体缺少厌氧性异养菌（脱氮菌）进一步把硝酸盐转化为氮素，因此不能最终完成脱氮过程。由于硝酸盐的不断积累，使池水变酸，亚硝化菌和硝化菌生长适宜的pH分别为6.0～8.0和6.0～8.5，如果池水pH低于6，硝化速度就会减慢；若pH低于5，硝化作用就会停止。因此，需要经常施加生石灰。

（4）水族箱和工厂化养殖设施中，应提供附着掩蔽的底座（如珊瑚石、塑料球等滤料）。硝化菌放入水体后大约30分钟，70％～95％硝化菌很快稳定在槽壁表面着床（形成生物膜）。并且需要一定的水流，硝化菌固着生活时靠水流输送氧气、氮和其他营养物质。

（5）池水中绿藻不能太茂盛，绿藻与硝化细菌争夺营养，会影响硝化细菌生长。因此，硝化细菌应在池水藻类还未茂盛前及早施入。