翻压到土壤中的绿肥有机物被逐渐分解，一部分成为可被植物吸收利用的营养物质，一部分重新组合，形成腐殖质。前者叫矿质化，后者叫腐殖质化，这两个过程是同时进行的。绿肥只有通过腐解过程，才能发挥肥效作用。

有机物的矿化过程，是有机物质在微生物作用下，大量有机碳被消耗，产生了CO₂。同时，部分N素被微生物吸收，成为微生物机体而被固定。当有机物中碳氮比值达到10左右时，有机物中的N素化合物（蛋白质等）才开始矿化，即氨化作用。蛋白质的氨化作用就是蛋白质在蛋白酶的催化作用下，分解成为两个或几个氨基酸组成的粗蛋白，以后又分解为单个氨基酸。再由氨基酸分解为铵和其它化合物。在通气条件下，铵又通过硝化作用，形成硝酸盐，供植物吸收利用。

当施用含氮量低于1.3%的有机物干物质时，因为碳氮比值大，在其腐解矿化初期，土壤中无机氮化合物会被固定，变成为有机氮化合物，使土壤中无机氮含量下降，供氮能力降低，影响作物的正常生长；当施用含氮量超过1.8%有机物干物质时，虽在最初阶段土壤中无机物有被微生物固定的叮能，但在腐解过程中又能很快释放出来豆科绿肥是含氮量较高的有机物，碳氮比值小，腐解矿化速度快，翻压后7～10天就能为后作物提供养分：30～40天后，就有一半以上的有机物矿化，所以绿肥是有机物肥料中一种较速效的肥料。

在正常温度范围内，有机肥矿化速度随温度升高而加快。当土壤水分在田间最大持水量的60～80%、平均温度为30℃时，有机物的矿化是最快的。通气条件好的旱地，矿化很剧烈，而在淹水条件下，由于处于嫌气状况，有机物的矿化则较缓慢。砂质土壤矿化速度快于粘质土；无灌溉条件的旱地，绿肥矿化速度明显慢于墒情条件好的水浇地。耕翻次数越多，矿化也就越强烈。

绿肥成分中碳氮比值大，难分解的木质素含量高，其矿化速度慢，残留在土壤中的有机物质就多，形成土壤腐殖质的量也就大。紫云英、苕子等绿肥，茎叶鲜嫩，碳氮比值低，木质素含量也较低。因此氮的释放量较多，而碳的残留量则很少，它为后作物提供养分的能力是比较强的，但对提高土壤有机质含量的作用较差；红萍、柽麻等绿肥，其碳氮比值虽不很大，但木质素含量相对较高，氮的释放量和速度都较低，而碳的残留量则较高，对改良土壤物理性状的效果就比较好。