在淡水池塘養殖過程中，飼料僅30%左右的氮被水生動物同化利用，大多數氮殘留在養殖水體和沉積物中。這些有機氮首先在異養微生物的作用下形成氨氮，高濃度的氨氮會影響水生動物生長，降低其免疫能力，甚至致其死亡。而通過硝化-反硝化作用，可以將氨氮轉化成氮氣釋放到大氣中，降低水體氨氮濃度，所以開展硝化-反硝化基礎研究對于解決養殖環境氨氮污染具有重要價值。漁機所生態室劉興國團隊經過多年的研究，系統闡明了氨氧化細菌（Ammonia-oxidizing bacteria, AOB）和古菌（Ammonia-oxidizing archaea, AOA）在池塘養殖水體、沉積物及附著基質的分布規律、多樣性和潛在的生態作用機制。池塘水體中以AOB為主，水體中高濃度氨氮并不能顯著提高其豐度。池塘表層沉積物中存在大量AOA和AOB，后者是主要的氨氧化功能執行者，且AOA和AOB生長主要受pH、溶解氧和溫度因子影響。相關研究分別在Fronties in microbiology和Reviews in Environmental Science and Bio/Technology等國際期刊發表，為進一步探索淡水池塘氮循環調控機制奠定了基礎。
