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  堆肥生物需要四個同樣重要的成分才能有效地工作:  這些材料的某些比例將提供有益的細菌,其營養物質以加熱堆的速度工作。在這個過程中,許多水將被蒸發(“蒸汽”)釋放,氧氣將迅速耗盡,解釋了積極管理堆的需要。堆越熱,需要新增空氣和水的次數越多; 空氣/水的平衡對於維持高溫(135°-160°F / 50° - 70°C)至關重要,直到材料分解為止。同時,太多的空氣或水也會減慢工藝,碳太多(或太少的氮)也是如此。熱容器堆肥的重點是保留熱量以提高分解速度,並更快地生產堆肥。  最有效的堆肥發生在最佳的碳:氮比例為10:1至20:1。C/N比例為〜30以下時,對於快速堆肥是有利的。理論分析通過現場測試證實,30以上的底物是氮缺乏的,而低於15,可能將一部分氮氣以氨的形式排出 。  幾乎所有的植物和動物材料都具有碳和氮,但是數量的變化很大,因為具有上述特徵(幹/溼,褐/綠)。取決於不同的物種,新鮮草切片的平均比例約為15:1,和乾燥的秋葉的平均比例約為50:1。 按體積混合相等的數量近似理想的C:N範圍。在任何時候,很少有個別情況將提供理想的材料組合。數量的觀察和不同材料的考慮作為堆是隨著時間的推移而被建成的,可以為個別情況快速實現可行的技術。

  通過適當的水、氧、碳和氮的混合,微生物能夠分解有機物質以產生堆肥。堆肥過程依賴微生物將有機物分解成堆肥。 活性堆肥中存在許多型別的微生物,其中最常見的是:  此外,蚯蚓不僅攝取部分堆肥材料,而且在通過堆肥時不斷重新創造曝氣和排水隧道。  缺乏健康的微生物群落是堆肥過程在堆填場緩慢的主要原因,環境因素如缺乏氧氣,營養物或水是造成生物群落枯竭的原因。

  在理想條件下,堆肥有三個階段:

  

  由於垃圾填埋場空間的增加,全世界對堆肥迴圈利用的興趣都在增加,因為堆肥是將可分解有機材料轉化為有用的穩定產品的過程。堆肥是土壤磷消耗恢復土壤活力的唯一途徑之一 。  聯合堆肥是將固體廢物與脫水生物固體相結合的技術,儘管控制城市固體廢物的惰性和塑料汙染的困難使得該方法吸引力較小。  工業堆肥系統越來越多地被安裝作為垃圾管理替代垃圾填埋場,以及其他先進的廢物處理系統。將混合廢物流與厭氧消化或容器上堆肥相結合的機械分選稱為機械生物處理,由於控制堆填區允許有機質含量的規定,越來越多地在發達國家使用。

  在許多農場,基本的堆肥成分是農場產生動物糞便和動物墊料。秸稈和鋸屑是普通的動物墊料。還使用非傳統墊料,包括報紙和切碎的紙板。在畜牧場的糞便堆肥數量通常由清潔時間表,土地可用性和天氣條件決定。每種型別的糞便都有自己的物理,化學和生物特性。  牛和馬糞便,當與墊料混合時,具有良好的堆肥質量。非常潮溼,通常不與墊料混合的豬糞必須與秸稈或類似原料混合。家禽糞便也必須與碳質材料混合 - 低氮優選,如鋸屑或稻草。

  人類廢物(排洩物)也可以作為輸入新增到堆肥過程中,因為人類廢物是富含氮的有機物質。可以在堆肥廁所直接堆肥,或混合水後,在汙水處理廠進行處理。

  堆肥可被用作一種土壤新增劑,或被用作其他基質如椰殼纖維和泥炭的新增劑,作為耕性改良劑,提供腐殖質和營養物質。它提供了豐富的生長介質或多孔的吸收材料,能保持水分和可溶性礦物質,提供讓植物可以蓬勃發展的支援和營養物,儘管其很少單獨使用,主要與土壤,沙子,砂礫,樹皮屑混合,蛭石,珍珠岩或粘土顆粒以產生壤土。堆肥可以直接土壤或生長介質,以提高有機質的含量和土壤的總體肥力。準備用作新增劑的堆肥是深褐色或甚至黑色,具有泥土氣味。  一般來說,由於乾燥速度和可能抑制萌發的植物毒素的存在,不建議直接播種到堆肥中,並且可能由不完全分解的木質素引起的氮的結合。非常常見的是20-30%的堆肥混合物被用於在子葉階段或以後的移栽幼苗。

  世界各地許多城市都使用大型堆肥系統。

  堆肥作為公認的做法至少可以追溯到早期的羅馬帝國,早在老加圖公元前160年的《農業文化》一書中被提及。傳統上,堆肥涉及堆放有機材料,直到下一個種植季節為止,此時材料已經腐爛到足以在土壤中使用。這種方法的優點是從需要很少的工作時間或努力,並且在溫帶氣候中自然適應農業實踐。缺點(從現代的觀點來看)是,這個空間是一整年被使用的,一些營養物質可能因暴雨而被浸出,致病的生物和昆蟲可能沒有得到充分的控制。  堆肥從1920年代開始被有些現代化,在歐洲作為有機農業的工具。城市有機材料轉化為堆肥的第一個工業基地是在1921年在奧地利威爾士成立的。早期頻繁引用農業中堆肥的引用方式是德語世界的魯道夫·斯坦納(Rudolf Steiner),他是一種被稱為生物動力農法的耕種方法的創始人。
堆肥是被分解和回收的有機物質作為肥料和土壤調理劑。堆肥是有機農業的關鍵成分。