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堆肥的整个腐解过程，是一系列微生物活动的复杂过程，包括堆制材料的矿质化和腐殖化过程。堆腐初期以矿质化为主，后期则为腐殖化占优势。这种过程的快慢和方向，受堆肥材料的组成和含有各种微生物及其环境条件所左右。因此，了解这些因子的变化规律及其相互关系，对于积制好堆肥具有重要意义。
从高温堆肥的堆温变化大体可以反映出微生物活动概况。
① 发热阶段 堆制初期，堆温上升到50℃左右称发热阶段。堆内温度在25~40℃范围内适合于一些无芽孢杆菌、球菌、芽孢杆菌、放线菌、真菌和硝酸细菌等中温性的微生物活动，它们能先利用水溶性的有机物质而迅速繁殖，继而分解蛋白质和部分的半纤维素和纤维素，同时释放出热量。
② 高温阶段 堆制2~3天后，堆温升到50~60℃，称为高温阶段。此时出现大量好热性的微生物，如好热真菌的一些类群，普通小单孢菌、好热褐色放线菌和高温纤维素分解菌等代替了原有的中温性微生物。它们除对尚存的易分解有机物继续分解外，主要是分解半纤维素、纤维素和部分木质素。与此同时进行腐殖化过程。本阶段后期，有机物分解强度渐弱，高温维持一定时期后开始下降。
③ 降温阶段 在高温过后，堆温逐渐下降到50℃以下，称为降温阶段。此时，堆内微生物种类和数量较高温阶段多，例如有中温性的纤维分解粘细菌、芽孢秆菌、真菌和放线菌等数量显著增加。一些好热性和耐热性微生物种类，在降温过程中仍然维持着活动。在这个阶段里，堆内可分解的有机物料基质锐减，腐殖化作用占*优势。
④ 腐熟保肥阶段 此时堆内物质的C/N比已逐步减小，腐殖质累积量明显增加。但分解腐殖质等有机物的放线菌数量和比例也有所增加，嫌气纤维分解细菌、嫌气固氮菌和反硝化细菌逐步增多。在堆表层，常形成真菌菌丝体为主所构成的白毛。此时如不采取保肥措施，会导致新形成的腐殖质强烈分解。而且，硝化作用形成的硝酸盐，有可能随雨水淋入堆底层进行反硝化作用，使氮素损失。所以，堆肥在降温阶段之后，必须将堆积材料堆紧压实，加土覆盖，使其处于嫌气状态。在这种情况下，嫌气纤维素分解细菌也能旺盛地进行纤维素分解作用，缓慢地进行后期的腐熟作用。堆肥已完全发酵腐熟，其基本特征是黑、臭、烂。
