土壌のしくみ第三章
堆肥No5堆肥と微生物の関係
（微生物については第２章で詳しく説明しています。）
醗酵と分解
一般的に使われている醗酵は微生物の働きでできた生産物が、私たちの生活に役立つものを「醗酵」といい、役に立たないものを「腐敗」と呼ばれている。このことから農業生産における堆肥つくりの微生物の働きは醗酵と呼ばれている。しかし学術的にいうと酸素を使わない嫌気性菌の働きで物質を作ることを「醗酵」といい、酸素を使って有機物を分解する好気性菌の働きは「分解」といいます。
堆肥化には一部の嫌気性菌も働きますが、大部分は好気性菌の働きで有機物を二酸化炭素と水に分解しながら堆肥化が進んでいきます。嫌気的条件で堆肥を作ると黄色がかった色になり悪臭が発生し腐敗状態になります。このように空気が充分に供給されないと分解は進まず腐敗へとなります。含水率が高いと積み込みが強くなり、堆肥の隙間が埋まり空気が通らなくなり腐敗へとなります。空気が充分に行きわたると好気性菌が働き分解へと進みます。
微生物の分解過程
堆肥は、好気性微生物による分解作用によって、作られて行きます。堆肥化の期間は原料によって異なりますが、短い息間でも１ヶ月以上は要します。大き目のチップや剪定くずなどの木片のものでは１年以上の時間がかかります。また、水分量の調整がうまくいかないと小さなチップでも軟らかくならず硬いままの状態として堆肥中に残ります。このような状態では堆肥化の効率は上がらず、木質の分解はなかなか進みません。（難解物質が堆肥中に多く残ることになります。第２章の難解物質についての説明を参照のこと）
微生物による堆肥化の分解過程は３段階に分けることができます。
第１段階：初期分解
堆肥化においてまず分解されるのは低分子の糖類やタンパク質、アミノ酸などの易分解性有機物が微生物によって分解されます。低分子の糖類はほとんどの微生物が分解し二酸化炭素と水に分けられます。デンプンは糸状菌や細菌の中でも特殊な種類の働きによってブドウ糖に変わり、他の微生物によって分解されます。タンパク質は微生物による加水分解を受けてポリペプチドからアミノ酸に変わり、アミノ酸はアンモニア・二酸化炭素・有機酸・アルコールなどに変化し、さらに他の微生物が分解をしていきます。タンパク質に含まれる窒素の５０％〜８０％がアンモニアに分解されます。嫌気性分解ではアミンやメルカプタンなどができ悪臭の原因となります。
第２段階：繊維質分解
植物性有機物のほとんどは繊維質で、セルロースやヘミセルロース、リグニンで構成されています。微生物による分解はセミヘルロースが最も分解されやすく、リグニンは極めて分解されにくいです。堆肥化では５０〜７５％の含水率であれば糸状菌などの好気性微生物が働き、８０〜９５％の高い含水率では嫌気性微生物が発生し、好気性微生物の発育は阻害されます。
第３段階：リグニンの分解
リグニンは複雑な構造を持つ化合物で、微生物による分解が困難なため、難分解性物質とされています。好気性の条件の下でリグニンは徐々に分解され、糸状菌や担子菌（キノコ）などのやや大型の微生物が分解をします。リグニンの分解が起こるようになると堆肥は黒褐色の良好な状態となり、堆肥の表面には担子菌が発生し、堆肥の中ではミミズが生息するようになってきます。このような状態を「完熟」といいます。
