必须通过堆肥和发酵来生产合格和高质量的有机肥料。

堆肥是一种有机物质在微生物作用下不断降解并在一定条件下稳定下来的过程，生产出适合土地利用的产品。

堆肥作为一种古老而简单的处理有机废物和肥料的方法，因其具有良好的生态意义和农业生产效益，通过深入研究和改进方法，引起了各国的广泛关注。许多报道指出，用腐烂的堆肥制备种子床可以抑制土传疾病。

高温堆肥后，拮抗细菌数量可能达到较高水平；堆肥时，有机物在微生物影响下不易分解、稳定、易被培养物吸收；同时，微生物效应可以降低特定区域重金属的毒性。

由此可见，堆肥是一种简单有效的生产有机肥料的方法，有利于有机农业的发展。

我国大部分有机肥产品的有效期仅为15-20天，只能达到无害化标准。优质有机肥料堆肥的发酵过程通常持续45-60天。这就是为什么加热和早期堆肥会杀死有害微生物，如植物病原菌、虫卵和杂草，但微生物在这一过程中最重要的作用是新陈代谢和繁殖，而且只产生少量的代谢物，这些代谢物不稳定，不易被植物吸收。

在冷却后期，微生物会润湿有机物并产生大量有利于植物生长和吸收的代谢物。这个过程需要45-60天。通过这个过程堆肥可以达到三个目的：一是无害化；第二，羞辱；第三，大量的微生物代谢产物，如各种抗生素、蛋白质等。

（1） 堆肥过程中有机物的转化

微生物作用下有机物向堆肥的复杂转化可以概括为两个过程：一个是有机物的矿化过程，即复杂的有机物被分解成简单物质，最终产生二氧化碳、水和矿物质；另一种是有机质的水分过程，即有机质被降解然后合成，产生更复杂的特定有机质腐殖质。这两个过程同时进行，但方向相反。在不同的条件下，各过程的强度明显不同。

1有机物质矿化

（1） 无氮有机物的分解多糖化合物（淀粉、纤维素和半纤维素）首先在从微生物分离的水解酶的作用下水解成单糖。葡萄糖在通风良好的条件下迅速分解，乙醇、乙酸、草酸等中间产物不易积累，最终形成CO和Ho，同时释放大量热能。当通风不良时，单糖在厌氧微生物的影响下缓慢分解，产生的热量较少，并积累一些中间产物——有机酸。在极端厌氧微生物条件下，会产生CH和h等还原性物质。

（2） 含氮有机物的分解堆肥中的含氮有机物含有蛋白质、氨基酸、生物碱、腐殖质等，除腐殖质外，大部分易分解。例如，蛋白质在蛋白酶的作用下逐渐降解，被微生物分离产生不同的氨基酸，然后形成氨和硝酸盐，形成铵盐或铵盐。形成可被植物吸收和利用的硝酸盐。

（3） 含磷有机物的转化堆肥中含有有机化合物的磷在各种腐生微生物的影响下形成磷酸，并成为可被植物吸收和利用的养分。

（4） 微生物作用产生的硫氢将含硫有机物转化为堆肥。硫化氢容易在气体环境中积累，对植物和微生物有毒。然而，硫化氢在硫酸中的硫酸细菌的影响下被氧化，并在堆肥中形成硫酸盐，这不仅消除了硫化氢的毒性，而且还消除了可被植物吸收的硫营养素。在通风不良的情况下，会发生分离，从而使硫酸转化为HS，HS会流失到工厂中并有毒。在堆肥发酵过程中，通过定期的转化措施可以改善堆肥的通风，消除火山化效应。

（5） 脂类和芳香族有机物的转化鞣质和树脂结构复杂，分解缓慢，最终产物也是co

和水；木质素是含有植物原料（如树皮和锯末）的堆肥中一种特别稳定的有机化合物，其结构复杂，含有芳香核，以聚合物的形式存在于植物组织中，很难分解。在良好的通风条件下，主要通过真菌和放线菌的作用缓慢分解，其芳香核心可转化为奎宁化合物。它是腐殖质再合成的原料之一。当然，在某些条件下，这些物质会继续腐烂。

总之，堆肥有机物质的矿化可以为植物和微生物提供速效营养，为微生物活动提供能量，并为堆肥有机物质的水分制备原料。当需氧微生物的堆肥过程得到控制时，有机物质会迅速矿化，产生更多的二氧化碳、水和其他营养物质，这些营养物质会迅速完全分解并释放大量热能；如果亲气微生物的活动是主要活动，则有机物的分解速度缓慢且常常不完全，热能的释放也较少。除植物养分外，其分解产物还易积累有机酸和还原剂4S、pH、H2等。如果达到一定程度，则对植物生长不利甚至有害。因此，堆肥过程中的沉淀也应改变微生物活动的类型，以消除有害物质。

2有机物的硬化

关于腐殖质的形成有很多理论，通常可以分为两个阶段：第一阶段是有机残留物分解形成形成腐殖质分子的原料，如多酚、含氮有机物质（氨基酸、肽等）；在第二阶段，多酚被从微生物中分离出来的多酚氧化酶氧化成醌，醌与氨基酸或肽缩合成腐殖质单体。由于酚类、醌类和氨基酸种类繁多，且缩合途径不同，形成的腐殖质单体也多种多样。在不同的条件下，这些单体进一步缩合形成不同大小的分子。

（2） 堆肥过程中重金属的转化

城市污泥富含植物生长所需的各种营养物质和有机物质，是堆肥的最佳原料之一。然而，城市污泥通常含有重金属，这些重金属通常存在于汞、铬、镉、铅、砷等物质中。社区。微生物，特别是细菌和真菌，在重金属的生物转化中起着重要作用。尽管某些微生物可能改变环境中重金属的存在状态，增加化学品的毒性，造成严重的环境问题，或浓缩重金属并在食物链上积累。然而，一些微生物可以通过直接和间接作用去除环境中的重金属，这有助于改善环境。例如，重金属首先引起了人们对汞的关注，汞造成了污染。汞的微生物转化包括三个方面：无机汞（Hg）和无机汞（2+）的甲基化，甲基汞和其他有机汞化合物被裂解并还原为Hg0。这些微生物可将无机汞和有机汞转化为基本汞，被称为抗汞微生物。但通过对重金属的转化作用，控制其转化途径，可以达到减轻毒性的作用。