有機肥的發酵過程簡單可分為以下4個階段：
⑴發熱階段 堆肥制作初期，堆肥中的微生物以中溫、好氣性的種類為主，常見的是無芽孢細菌、芽孢細菌和霉菌。它們啟動堆肥的發酵過程，在好氣性條件下旺盛分解易分解有機物質(如簡單糖類、淀粉、蛋白質等)，產生大量的熱，不斷提高堆肥溫度，從20℃左右上升至40℃，稱為發熱階段，或中溫階段。
⑵高溫階段 隨著溫度的提高，好熱性的微生物逐漸取代中溫性的種類而起作用，溫度持續上升，一般在幾天之內即達50℃以上，進入高溫階段。在高溫階段，好熱放線菌和好熱真菌成為主要種類。它們對堆肥中復雜的有機物質(如纖維素、半纖維素、果膠物質等)進行強烈分解，熱量積累，堆肥溫度上升至60-70℃，甚至可高達80℃.隨即大多數好熱性微生物也大量死亡或進入休眠狀態(20d以上)，這對加快堆肥的腐熟有很重要的作用。堆肥不當的堆肥，只有很短的高溫期，或者根本達不到高溫，因而腐熟很慢，在半年或者更長時期內還達不到半腐熟狀態。
⑶降溫階段 當高溫階段持續一定時間后，纖維素、半纖維素、果膠物質大部分已被分解，剩下很難分解的復雜成分(如木質素)和新形成的腐殖質，微生物的活動減弱，溫度逐漸下降。當溫度下降到40℃以下時，中溫性微生物又成為優勢種類
如果降溫階段來的早，表明堆制條件不夠理想，植物性物質分解不充分。這時可以翻堆，將堆積材料拌勻，使之產生二次發熱、升溫，以促進堆肥的腐熟。
⑷腐熟保肥階段 堆肥腐熟后，體積縮小，堆溫下降至稍高于氣溫，這時應將堆肥壓緊，造成厭氣狀態，使有機質礦化作用減弱，以利于保肥。
簡而言之，有機堆肥的發酵過程實際上就是各種微生物新陳代謝、繁殖的過程。微生物的新陳代謝過程即有機物分解的過程。有機物分解必然會產生能量，這些能量推動了堆肥化進程，使溫度升高，同時還可干燥濕基質。
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