1.堆肥過程中有機質的轉化

堆肥中的有機質在微生物作用下進行復雜的轉化，這種轉化可歸納為兩個過程:一個是有機質的礦質化過程，即把復雜的有機質分解成為簡單的物質，最后生成二氧化碳、水和礦質養分等;另一個是有機質的腐殖化過程，即有機質經分解再合成，生成更復雜的特殊有機質-腐殖質。兩個過程是同時進行的，但方向相反，在不同條件下，各自進行的強度有明顯的差別。

2.有機質的礦化作用

(1)不含氮有機物的分解多糖化合物(淀粉、纖維素、半纖維素)首先在微生物分泌的水解酶的作用下，水解成單糖。葡萄糖在通氣良好的條件下分解迅速，酒精、醋酸、草酸等中間產物不易積累，最終形成CO2和H2O，同時放出大量熱能。如果通氣不良，在嫌氣微生物作用下，單糖分解緩慢，產生熱量少，并積累一些中間產物-有機酸。在極嫌氣微生物條件下，還會生成CH4、H2等還原態物質。

(2)含氮有機物的分解堆肥中的含氮有機物包括蛋白質、氨基酸、生物堿、腐殖質等。除腐殖質外，大部分容易被分解。例如蛋白質，在微生物分泌的蛋白酶作用下，逐級降解，產生各種氨基酸，再經氨化作用、硝化作用而分別形成銨鹽、硝酸鹽，可以被植物吸收利用。

(3)含磷有機物的轉化堆肥中的含磷有機化合物，在多種腐生性微生物的作用下，形成磷酸，成為植物能夠吸收利用的養分。

(4)含硫有機物的轉化堆肥中含硫有機物，經微生物的作用生成硫化氫。硫化氫在嫌氣環境中易積累，對植物和微生物會發生毒害。但在通氣良好的條件下，硫化氫在硫細菌的作用下氧化成硫酸，并和堆肥中的鹽基作用形成硫酸鹽，不僅消、除了硫化氫的毒害，并成為植物能吸收的硫素養料。在通氣不良的情況下，發生反硫化作用，使硫酸轉變為H2S散失，并對植物產生毒害。堆肥發酵過程中，可以通過定時翻倒措施改善堆肥的通氣性，就能消除反硫化作用。

(5)脂類及芳香類有機物的轉化單寧、樹脂等結構復雜，分解較慢，其最終產物也是CO2和水;木質素是含植物性原料(如樹皮、木屑等)堆肥中特別穩定的有機化合物，它結構復雜，含芳香核，并以多聚形式存在于植物組織中，極難分解。在通氣良好的條件下，主要通過真菌、放線菌的作用，緩慢地進行分解，其芳香核可變為醌型化合物，它是再合成腐殖質的原料之一。當然，這些物質在一定條件下，還會繼續被分解的。綜上所述，堆肥有機質的礦質化，可為作物和微生物提供速效養分，為微生物活動提供能源，并為堆肥有機質的腐殖化準備基本原料。堆肥以好氣性微生物活動為主時，有機質迅速礦化生成較多的二氧化碳、水及其它養分物質，分解速度快而徹底，并放出大量熱能:以嫌氣性微生物活動為主時，有機質的分解速度慢，且往往不徹底，釋放熱能少，其分解產物除植物養分外，尚易積累有機酸及CH4、H2S、PH3、H2等還原性物質，當其達到一定程度時，則對作物生長不利甚至有害。因此堆肥發酵期間的翻倒也是為了轉換微生物活動類型，以消除有害物質。