堆料中可生物降解的成分已被完全转化，腐熟保肥阶段 经过三个阶段的分解。堆料温度仅稍高于气温，此时进入腐熟保肥阶段。这一阶段，堆料继续缓慢腐解，最终成为与土壤腐殖质十分相近的物质。
如秸秆、枯枝落叶、杂草等，好氧性微生物堆肥农业中每年有大量的作物残体。经过堆制并经微生物的作用，可制成优质的有机肥料。这些植物秸秆类原料经切碎并压裂，加人人粪尿制成堆肥，或再添加一些磷肥、石灰或草木灰等，可有利于促进堆肥中的微生物作用，加速堆肥腐熟。依照堆肥制作过程中的微生物种类的变化，可将堆肥的微生物学过程分为以下四个阶段。
堆料中易被微生物分解的有机物质如单糖、淀粉、蛋白质等被迅速分解，发热阶段 堆制初期。同时发生大量热能，使堆料温度大幅度上升，一般在几天之内就可达50℃以上。堆料中的微生物以巾温性好氧菌为主。罕见的有无芽孢杆菌、芽孢杆菌和霉菌。随着温度的升高，嗜热性微牛物逐渐代替中温性微生物而起主导作用。
如纤维素、半纤维索、果胶质等，高温阶段 堆肥资料中的复杂有机物质。逐渐被微生物分解，并开始形成腐殖质。嗜热性微生物大量生长繁殖，罕见的有嗜热真菌属(Thermomyc褐色嗜热链霉菌(Streptomyces thermofucu普通嗜热放线菌(Thermoactinomyces vulgari等。温度升到60℃后，嗜热性真菌的活动几乎完全停止，而放线菌、嗜热性芽孢杆菌和梭菌的活动渐占优势。普通嗜热放线菌是放线菌的主要优势种之一。
堆料的温度可升到70℃以上。致使嗜热性微生物大量死亡或进入休眠状态。但各种酶对有机质的分解仍在进行。随着酶活性的迅速衰退，由于微生物的旺盛活动。产热量减少，堆肥温度开始下降。当温度下降到70℃以下时，处于休眠状态的嗜热性微生物重新恢复其分解活力，产热量再度增加。如此反复。堆制中维持在50℃以上的高温时期可几星期或23个月，即达到适于施用的腐熟状态。
堆料中的纤维素、半纤维素、果胶质大部分已被分解，温阶段 高温阶段后。仅剩下难以分解的木质素等复杂成分和新形成的腐殖质。微生物的活动强度减弱．产热量减少，温度也随之逐渐下降。当温度下降到40℃以下时，中温性微生物代替嗜热性微生物而重新成为优势种。
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