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堆料中可生物降解的成分已被*轉化，腐熟保肥階段 經過三個階段的分解。堆料溫度僅稍高于氣溫，此時進入腐熟保肥階段。這一階段，堆料繼續緩慢腐解，最終成為與土壤腐殖質十分相近的物質。
如秸稈、枯枝落葉、雜草等，好氧性微生物堆肥農業中每年有大量的作物殘體。經過堆制并經微生物的作用，可制成優質的有機肥料。這些植物秸稈類原料經切碎并壓裂，加人人糞尿制成堆肥，或再添加一些磷肥、石灰或草木灰等，可有利于促進堆肥中的微生物作用，加速堆肥腐熟。依照堆肥制作過程中的微生物種類的變化，可將堆肥的微生物學過程分為以下四個階段。
堆料中易被微生物分解的有機物質如單糖、淀粉、蛋白質等被迅速分解，發熱階段 堆制初期。同時發生大量熱能，使堆料溫度大幅度上升，一般在幾天之內就可達50℃以上。堆料中的微生物以巾溫性好氧菌為主。罕見的有無芽孢桿菌、芽孢桿菌和霉菌。隨著溫度的升高，嗜熱性微牛物逐漸代替中溫性微生物而起主導作用。
如纖維素、半纖維索、果膠質等，高溫階段 堆肥資料中的復雜有機物質。逐漸被微生物分解，并開始形成腐殖質。嗜熱性微生物大量生長繁殖，罕見的有嗜熱真菌屬(Thermomyc褐色嗜熱鏈霉菌(Streptomyces thermofucu普通嗜熱放線菌(Thermoactinomyces vulgari等。溫度升到60℃后，嗜熱性真菌的活動幾乎*停止，而放線菌、嗜熱性芽孢桿菌和梭菌的活動漸占優勢。普通嗜熱放線菌是放線菌的主要優勢種之一。
堆料的溫度可升到70℃以上。致使嗜熱性微生物大量死亡或進入休眠狀態。但各種酶對有機質的分解仍在進行。隨著酶活性的迅速衰退，由于微生物的旺盛活動。產熱量減少，堆肥溫度開始下降。當溫度下降到70℃以下時，處于休眠狀態的嗜熱性微生物重新恢復其分解活力，產熱量再度增加。如此反復。堆制中維持在50℃以上的高溫時期可幾星期或23個月，即達到適于施用的腐熟狀態。
堆料中的纖維素、半纖維素、果膠質大部分已被分解，溫階段 高溫階段后。僅剩下難以分解的木質素等復雜成分和新形成的腐殖質。微生物的活動強度減弱．產熱量減少，溫度也隨之逐漸下降。當溫度下降到40℃以下時，中溫性微生物代替嗜熱性微生物而重新成為優勢種。
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