有机堆肥的发酵过程实际上就是各种微生物新陈代谢、繁殖的过程,而有机肥发酵的过程可详细分为四个阶段。
(1)发热阶段:
堆肥制作初期,堆肥中的微生物以中温、好气性的种类为主,最常见的是无芽孢细菌、芽孢细菌和霉菌。它们启动堆肥的发酵过程,在好气性条件下旺盛分解易分解有机物质(如简单糖类、淀粉、蛋白质等),产生大量的热,不断提高堆肥温度,从20℃左右上升至40℃,称为发热阶段,或中温阶段。
(2)高温阶段:
随着温度的提高,好热性的微生物逐渐取代中温性的种类而起主导作用,温度持续上升,一般在几天之内即达50℃以上,进入高温阶段。在高温阶段,好热放线菌和好热真菌成为主要种类。它们对堆肥中复杂的有机物质(如纤维素、半纤维素、果胶物质等)进行强烈分解,热量积累,堆肥温度上升至60-70℃,甚至可高达80℃.随即大多数好热性微生物也大量死亡或进入休眠状态(20d以上),这对加快堆肥的腐熟有很重要的作用。堆肥不当的堆肥,只有很短的高温期,或者根本达不到高温,因而腐熟很慢,在半年或者更长时期内还达不到半腐熟状态。
(3)降温阶段:
当高温阶段持续一定时间后,纤维素、半纤维素、果胶物质大部分已被分解,剩下很难分解的复杂成分(如木质素)和新形成的腐殖质,微生物的活动减弱,温度逐渐下降。当温度下降到40℃以下时,中温性微生物又成为优势种类。( 如果降温阶段来的早,表明堆制条件不够理想,植物性物质分解不充分。这时可以翻堆,将堆积材料拌匀,使之产生第二次发热、升温,以促进堆肥的腐熟。)
(4)腐熟保肥阶段:
堆肥腐熟后,体积缩小,堆温下降至稍高于气温,这时应将堆肥压紧,造成厌气状态,使有机质矿化作用减弱,以利于保肥。
堆肥制作过程中,必要时应进行翻堆。一般在堆温越过高峰开始降温时进行,翻堆可以使内层外层分解温度不同的物质重新混合均匀,如湿度不足可补加一些水,促进堆肥均匀腐熟。
堆肥过程中的各种生物、微生物的死亡、更替及物质形态转化都是同时进行的,上述分块介绍是从不同角度对堆肥发酵原理进行了简单介绍,无论是从热力学、生物学还是物质转化角度,这些反应都不是几天或十几天这么短时间能够完成的,这也是为什么即使各种温度、湿度、水分、微生物等条件都控制的很好的前提下,堆肥仍要经历45-60天时间的原因。