經由分析可知，微生物細胞約含有80%的水分以及20%的乾燥物質，而在乾燥物質中又約含有50%的碳元素、5% ~ 13%的氮元素以及3% ~ 10%的礦物質，因此，我們在調配發酵基質時必需要確保其中含有微生物生長繁殖所需的營養元素才行。
在堆肥的過程中，碳元素具有兩個主要的功能，一是提供微生物菌體生長繁殖所需的能源以及合成菌體的碳骨架，二則是作為菌體合成產物的原料，至於氮元素，其主要功能則為合成氮代謝物以及構成菌體的細胞物質。
在堆肥初期，微生物會先利用易降解的有機物進行礦化以及新陳代謝，此時由於微生物的活動旺盛，致使基質中的全碳含量急速下降，之後，隨著推體的溫度上升，微生物開始利用纖維素、半纖維素以及木質素等較難被分解的物質，使基質的全碳含量下降變緩，直到二次發酵時期才達到穩定。
此外，在基質的全氮含量這方面，隨著堆體堆置時間的延長，其變化趨勢也會像全碳含量一樣，呈現出下降的趨勢，只不過它的下降幅度比起全碳含量來說會比較小一點，因此，我們可知，堆體的碳氮比(C/N ratio)也會隨著時間的推移而逐漸下降。
堆體的全碳含量、全氮含量以及碳氮比的下降，表示著堆肥正朝著腐熟化、穩定化以及無害化的方向演變。
由於微生物自身的碳氮比例約為5:1，因此，當它在吸收利用一份的氮元素時，同時也必需吸收利用5份的碳元素，不過，由於微生物在吸收利用1份的碳元素時也需要動用到4份碳元素所產生的能量，所以，微生物在吸收利用1份的氮元素時總共約需用到25份的碳元素，由此，我們便不難了解為何大部分的堆肥基質要在一開始時將整體的碳氮比調整到接近25:1的水準。
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