又稱反硫化作用。在厭氧條件下，微生物將硫酸鹽還原為硫化氫的過程。主要發生在淹水或粘重的土壤中。土壤中還原硫酸形成硫化氫的微生物，統稱硫酸還原菌或反硫化菌，主要有脫硫弧菌（Desulfovibrio）和脫硫彎桿菌（Desulfotomaculum），均為厭氧型異養菌。在無氧條件下生活，利用硫酸鹽為電子受體，許多碳水化合物、有機酸和醇作為電子供體和能源，不利用氧（O2）和有機硫化物。可進行以下反應，將硫酸還原成硫化氫。
2CH3CHOHCOOH+H2SO4→2CH3COOH+2CO2+H2S
在缺氧條件下，反硫化細菌形成的H2S在土壤中累積，對作物根系有毒害作用。如水稻田施用有機肥過多，產生大量H2S，可造成水稻爛秧。