又称反硫化作用。在厌氧条件下，微生物将硫酸盐还原为硫化氢的过程。主要发生在淹水或粘重的土壤中。土壤中还原硫酸形成硫化氢的微生物，统称硫酸还原菌或反硫化菌，主要有脱硫弧菌（Desulfovibrio）和脱硫弯杆菌（Desulfotomaculum），均为厌氧型异养菌。在无氧条件下生活，利用硫酸盐为电子受体，许多碳水化合物、有机酸和醇作为电子供体和能源，不利用氧（O2）和有机硫化物。可进行以下反应，将硫酸还原成硫化氢。
2CH3CHOHCOOH H2SO4→2CH3COOH 2CO2 H2S
在缺氧条件下，反硫化细菌形成的H2S在土壤中累积，对作物根系有毒害作用。如水稻田施用有机肥过多，产生大量H2S，可造成水稻烂秧。