堆肥就是在人工控制下，在一定的溫度、濕度、碳氮比和通風(fēng)條件下，利用自然界廣泛分布的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物的發(fā)酵作用，人為地促進(jìn)可生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)生化轉(zhuǎn)化的微生物學(xué)過程，即人們常說的有機(jī)肥腐熟過程。
堆肥方法通常有三種。
一種按是否需要氧氣劃分，有好氧堆肥（有氧狀態(tài)）和厭氧堆肥（無氧狀態(tài)）；
一種是按堆肥溫度分，有高溫堆肥和中溫堆肥；
一種是按機(jī)械化水平分，有露天自然堆肥和機(jī)械化堆肥。
習(xí)慣上人們都按好氧堆肥和厭氧堆肥區(qū)分。現(xiàn)代化堆肥工藝基本都是好氧堆肥，這是因?yàn)楹醚醵逊示哂袦囟雀�、基質(zhì)分解比較徹底、堆制周期短、異味小、可以大規(guī)模采用機(jī)械處理等優(yōu)點(diǎn)。厭氧堆肥是利用厭氧微生物完成分解反應(yīng)，空氣與堆肥相隔絕，溫度低，工藝比較簡(jiǎn)單，產(chǎn)品中氮保存量比較多，但堆制周期太長(zhǎng)、異味濃烈、產(chǎn)品中含有分解不充分的雜質(zhì)。
根據(jù)堆肥過程中微生物對(duì)氧氣的需求情況，可以把堆肥方法分為好氧堆肥和厭氧堆肥兩種。通常好氧堆肥堆溫高，一般在55～60℃，極限可達(dá)80～90℃，所以好氧堆肥也稱為高溫堆肥；厭氧堆肥則是在無氧條件下借助厭氧微生物發(fā)酵堆肥。
1.好氧堆肥原理。
好氧堆肥是在有氧條件下，利用好氧微生物的作用來進(jìn)行的。在堆肥過程中，畜禽糞便中的可溶性物質(zhì)通過微生物的細(xì)胞膜被微生物直接吸收；而不溶的膠體有機(jī)物質(zhì)，先被吸附在微生物體外，依靠微生物分泌的胞外酶分解為可溶性物質(zhì)，再滲入細(xì)胞。
好氧堆肥大致可分為三個(gè)階段。
①中溫階段。中溫階段也稱產(chǎn)熱階段，是指堆肥過程的初期，堆層基本呈15～45℃的中溫，嗜溫性微生物較為活躍并利用堆肥中可溶性有機(jī)物進(jìn)行旺盛的生命活動(dòng)。這些嗜溫性微生物包括真菌、細(xì)菌和放線菌，主要以糖類和淀粉類為基質(zhì)。
②高溫階段。當(dāng)堆溫升至45℃以上時(shí)即進(jìn)入高溫階段，在這一階段，嗜溫微生物受到抑制甚至死亡，取而代之的是嗜熱微生物。堆肥中殘留的和新形成的可溶性有機(jī)物質(zhì)繼續(xù)被氧化分解，堆肥中復(fù)雜的有機(jī)物如半纖維素、纖維素和蛋白質(zhì)也開始被強(qiáng)烈分解。
③降溫階段。在發(fā)酵后期，只剩下部分較難分解的有機(jī)物和新形成的腐殖質(zhì)。此時(shí)微生物的活性下降，發(fā)熱量減少，溫度下降，嗜溫性微生物又占優(yōu)勢(shì)，對(duì)殘余較難分解的有機(jī)物做進(jìn)一步分解，腐殖質(zhì)不斷增多且穩(wěn)定化，堆肥進(jìn)入腐熟階段，需氧量大大減少，含水率也降低，堆肥孔隙度增大，氧擴(kuò)散能力增強(qiáng)，此時(shí)只需自然通風(fēng)。
2.厭氧堆肥原理。
厭氧堆肥是在缺氧條件下利用厭氧微生物進(jìn)行的腐敗發(fā)酵分解，其最終產(chǎn)物除了二氧化碳和水外，還有氨、硫化氫、甲烷和其他有機(jī)酸等物質(zhì)，其中氨、硫化氫等物質(zhì)有異臭氣味，而且厭氧堆肥需要的時(shí)間也很長(zhǎng)，完全腐熟往往需要幾個(gè)月的時(shí)間。傳統(tǒng)的農(nóng)家肥就是厭氧堆肥。
厭氧堆肥過程主要分為兩個(gè)階段：
第一階段是產(chǎn)酸階段。產(chǎn)酸菌將大分子有機(jī)物降解為小分子的有機(jī)酸和乙酸、丙醇等物質(zhì)。
第二階段為產(chǎn)甲烷階段。甲烷菌把有機(jī)酸繼續(xù)分解為甲烷氣體。
厭氧過程沒有氧參加，酸化過程產(chǎn)生的能量較少，許多能量保留在有機(jī)酸分子中，在甲烷細(xì)菌作用下以甲烷氣體的形式釋放出來。厭氧堆肥的特點(diǎn)是反應(yīng)步驟多，速度慢，時(shí)間長(zhǎng)。
