Sản xuất phân hữu cơ truyền thống là kỹ thuật xử lý phân gia súc, gia cầm tươi trước khi bón cho cây trồng với mục đích tiêu diệt các sinh vật gây bệnh cho người, vật nuôi, cây trồng hoặc ảnh hưởng xấu đối với môi trường. Nhiệt độ hình thành trong quá trình chuyển hóa vật chất hữu cơ đồng thời thúc đẩy quá trình phân hủy chất hữu cơ, đẩy nhanh quá trình khoáng hóa để khi bón vào đất có thể nhanh chóng cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng.
Mặt khác, trong phân tươi tỷ lệ C/N cao, là điều kiện thuận lợi cho các loài vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ ở các giai đoạn đầu hoạt động mạnh, gây nên sự tranh chấp chất dinh dưỡng với cây nếu bón trực tiếp phân tươi vào đất trồng. Quá trình ủ phân có tác dụng giảm tỷ lệ C/N. Sản phẩm cuối cùng của quá trình ủ phân là loại phân bón hữu cơ; trong đó có mùn, một phần chất hữu cơ chưa phân hủy, muối khoáng, sản phẩm trung gian của quá trình phân hủy, enzym, chất kích thích và nhiều loài vi sinh vật hoại sinh.
Thời gian và phương pháp ủ phân ảnh hưởng đến thành phần và hoạt động của tập đoàn vi sinh vật phân hủy và chuyển hoá chất hữu cơ thành mùn, qua đó mà ảnh hưởng đến chất lượng và khối lượng phân ủ.
Để đảm bảo cho các quá trình hoạt động của vi sinh vật được tiến hành thuận lợi, nơi ủ phân phải có nền không thấm nước, cao ráo, tránh ứ đọng nước mưa. Đống phân ủ phải có mái che mưa và để tránh mất đạm. Cạnh nơi ủ phân cần có hố để chứa nước từ đồng phân chảy ra. Dùng nước phân ở hố này tưới lại đống phân để giữ độ ẩm cần thiết, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hoạt động.
Có 3 phương pháp ủ phân: Ủ nóng, Ủ nguội và Ủ nóng trước, nguội sau
Chất thải chăn nuôi dạng rắn được lấy ra khỏi chuồng, xếp thành lớp ở nơi có nền không thấm nước và không được nén chặt. Sau đó tưới nước phân lên, giữ độ ẩm trong đống phân 60 – 70%. Có thể trộn thêm 1% vôi bột (tính theo khối lượng) trong trường hợp phân có nhiều chất độn và 1 – 2% supe lân để giữ đạm sau đó trát bùn bao phủ bên ngoài đống phân. Sau 4 – 6 ngày, nhiệt độ trong đống phân có thể lên đến 60oC.Thời gian ủ 30 – 40 ngày.
Phương pháp ủ nóng có tác dụng tốt trong việc tiêu diệt các hạt cỏ dại, loại trừ các mầm mống sâu bệnh. Thời gian ủ tương đối ngắn; sản phẩm sau ủ được sử dụng ngay như phân chuồng. Tuy vậy, phương pháp này có nhược điểm là để mất nhiều đạm.
Chất thải chăn nuôi dạng rắn được lấy ra khỏi chuồng, xếp thành lớp và nén chặt, trên mỗi lớp chất thải rắc 2% supe lân. Đánh đống khối nguyên liệu với chiều rộng 2 – 3 m, chiều dài tùy thuộc vào chiều dài nền đất, các lớp phân được xếp lần lượt cho đến độ cao 1,5 – 2,0 m. Sau đó ủ đất bột hoặc đất bùn khô đập nhỏ, rồi nén chặt và trát bùn phủ bên ngoài. Thời gian ủ 5 – 6 tháng. Do bị nén chặt cho nên bên trong khối ủ thiếu oxy, môi trưởng trở lên yếm khí, khí cacbonic trong khối ủ tăng. Vi sinh vật hoạt động chậm, nhiệt độ trong khối ủ không tăng cao và chỉ ở mức 30 – 35oC. Đạm trong đống ủ chủ yếu ở dạng amôn cacbonat, là dạng khó phân hủy thành amoniac, nên lượng đạm bị mất ít. Theo phương pháp này, thời gian ủ chất thải chăn nuôi phải kéo dài nhưng sản phẩm sau ủ có chất lượng tốt hơn ủ nóng.
Chất thải chăn nuôi dạng rắn được lấy ra khỏi chuồng, xếp thành lớp không nén chặt ngay. Để như vậy cho vi sinh vật hoạt động mạng trong 5-6 ngày. Khi nhiệt độ đạt 50-60oC tiến hành nén chặt để chuyển khối ủ sang trạng thái yếm khí. Sau khi nén chặt lại xếp lớp chất thải chăn nuôi khác lên, không nén chặt. Để 5-6 ngày cho vi sinh vật hoạt động. Khi đạt đến nhiệt độ 50-60oC lại nén chặt.
Cứ như vậy cho đến khi đạt được độ cao cần thiết thì trát bùn phủ xung quanh khối ủ. Ủ phân theo cách này có thể rút ngắn được thời gian so với cách ủ nguội, nhưng phải có thời gian dài hơn cách ủ nóng; thời gian ủ khoảng 3 – 4 tháng.