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堆肥机制实际上是微生物活动的过程，体现了微生物对堆料中粗有机质的矿质化及腐殖化的对立与统一。
微生物在堆肥过程中的活动主要分为三个阶段：
微生物在堆置初期，主要是以对糖分与粗有机质等，水溶性的有机物和蛋白质类进行分解的糖分解菌，以及氨化细菌等无芽孢细菌为主，此阶段为糖分解期；
当堆温在50℃-70℃时，堆肥进入高温阶段，微生物以高温性纤维分解菌为主，强烈地分解着半纤维素以及纤维素等复杂的有机物，并开始进行腐殖化过程，此阶段为纤维素分解期；
当堆温降至50℃以下，微生物以中温性纤维分解菌为主，高温性纤维分解菌的活动受抑制，主要分解剩余的纤维素类以及木质素等,此为木质素分解期。
堆肥腐熟过程中微生物群落的变化图表示如下：
