堆肥就是將一定比例的堆肥基料和填充料混合,在適當(dāng)?shù)臏囟、濕度和通風(fēng)條件下,使有機(jī)質(zhì)被微生物降解形成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)和礦物質(zhì),并釋放出熱量的過程,經(jīng)過堆肥的產(chǎn)品即是有機(jī)肥料。堆肥是一個(gè)與溫度息息相關(guān)的發(fā)酵過程,包含四個(gè)時(shí)期:升溫期、高溫期、降溫期和腐熟期。

一、升溫期
升溫期微生物種類由細(xì)菌、真菌、放線菌等中溫性微生物占主導(dǎo)地位,主要分解利用可溶性底物如糖類、淀粉類的有機(jī)物釋放部分NH3的同時(shí)放出大量的熱。溫度達(dá)到25度時(shí),嗜溫性微生物迅速繁殖增長,20H左右就能達(dá)到40~45度,溫度超過45~ 50度標(biāo)志著堆肥進(jìn)入高溫期。
二、高溫期
隨著溫度的增加,中溫性微生物逐漸失去活性,此時(shí)由芽孢桿菌和放線菌等嗜熱性微生物取而代之。芽孢桿菌是堆肥高溫階段的代表性細(xì)菌,它們能形成很厚的孢子壁以抵抗高溫、輻射和化學(xué)腐蝕等不良環(huán)境。放線菌可以分解一些纖維素、溶解木質(zhì)素,比真菌能夠忍受更高的溫度和pH值。放線菌降解纖維素和木質(zhì)素的能力并沒有真菌強(qiáng),但它們?cè)诙逊矢邷仄谑欠纸饽举|(zhì)纖維素的優(yōu)勢(shì)菌群在惡劣條件下,放線菌則以孢子的形式存活。諾卡氏菌、鏈霉菌、高溫放線菌和單孢子菌(Micromonospora)等都是在堆肥中占優(yōu)勢(shì)的嗜熱性放線菌,不僅在堆肥過程中的高溫階段,同樣也在降溫階段和熟化階段起作用,纖維素、半纖維素、木質(zhì)素以及部分蛋白質(zhì)類等復(fù)雜有機(jī)化合物開始逐漸被氧化分解。高溫期隨著溫度的上升,起作用的微生物種群也在逐漸變化,嗜熱真菌和放線菌活躍在50度左右的環(huán)境中,60度時(shí)因真菌完全停止活動(dòng),則由嗜熱性的放線菌和細(xì)菌繼續(xù)活動(dòng),當(dāng)溫度高于70度,絕大多數(shù)嗜熱菌休眠或死亡,有機(jī)質(zhì)在酶的作用下分解,降解速度變緩。故堆肥高溫期最佳的溫度應(yīng)為55~60度內(nèi),此區(qū)間內(nèi)微生物種類豐富和數(shù)量多且活性最好,能保證很高的有機(jī)物降解速率,同時(shí)能殺死堆肥原料中的寄生蟲、病原微生物和有害菌,實(shí)現(xiàn)堆肥無害化。
三、降溫期
堆肥后期,易降解的營養(yǎng)物質(zhì)基本被消耗完全,嗜熱性微生物活性下降,放熱量減少。溫度逐漸降低至50度以下時(shí),酵母菌、放線菌和硝化細(xì)菌等嗜溫性微生物數(shù)量增加,從而進(jìn)一步分解難降解的有機(jī)物。期間腐殖質(zhì)和富里酸含量上升且趨于穩(wěn)定化,需氧量減少,含水率降低。
四、腐熟期
堆肥溫度逐步下降到與環(huán)境溫度相同時(shí),堆肥進(jìn)入腐熟期。有機(jī)物質(zhì)已被大量分解并趨于穩(wěn)定,腐殖質(zhì)和肥料中的營養(yǎng)元素尤其是N肥的含量明顯增加。