堆肥过程中许多不同种类的微生物参与。由于原料和条件的变化，各种微生物的数量也在不断发生变化，所以堆肥过程中没有任何微生物是始终占据主导地位的。每个环境都有其特定的微生物种群，微生物的多样性使得堆肥在外部条件按出现变化的情况下仍可避免系统崩溃。
参与堆肥过程的主要微生物种类是细菌、放线菌以及真菌。这三种微生物都有中温菌和高温菌。
1，细菌
在好氧堆肥系统中，存在着大量的细菌。细菌凭借大的比表面积，可以快速将可溶性底物吸收到细胞中。所以在堆肥过程中，细菌在数量上通常比体积更大的微生物（如真菌）多得多。在不同的堆肥环境中分离的细菌在分类学上具有多样性，其中包括假单胞菌属、克雷伯菌属以及芽孢杆菌属的细菌。
2，放线菌
放线菌是具有多细胞菌丝的细菌，因此它更像是真菌。放线菌可以分解纤维素，并溶解木质素。同时，他们比真菌能够忍受更高的温度和ph值。所以，尽管放线菌讲解纤维iesuhe木质素的能力并没有真菌强，但是它们在堆肥过程中的高温期却是分解木质纤维素的优势菌群。在条件恶劣的情况下，放线菌则以孢子的形式存活。研究表明，诺卡菌、链霉菌、高温放线菌和单孢子菌等都是在堆肥中占优势的嗜热性放线菌，它们不仅出现在堆肥过程中的高温阶段，同样也在降温阶段和熟化阶段出现。
3，真菌
真菌，尤其是白腐真菌可以利用堆肥底物中所有的木质纤维素，由此，真菌的存在对于堆肥的腐熟和稳定具有重要的意义。嗜温性真菌地霉菌和嗜热性真菌烟曲菌是堆肥无聊中的优势种群，其他一些真菌，如担子菌、子囊菌、橙色嗜热子囊菌也具有较强的分解木质纤维素的能力。
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