为追求农业生产中的作物高产和高效,化肥施用量越来越大,不仅增加了生产成本,还增加了土壤环境压力。农田作物秸秆还田是提升土壤肥力和减轻环境压力的主要途径。土壤有机碳是土壤肥力变化的核心,提倡作物秸秆还田,探究不同秸秆还田方式如何提高东北黑土区农田土壤有机碳库容,稳步提升黑土肥力、提高土壤固碳能力,一直是研究的核心和热点问题。目前有关秸秆还田对黑土有机碳方面已经开展了很多研究,但不同秸秆还田方式对土壤碳库、组分及其稳定性方面的综合评价研究还相对较少。本文以典型黑土区不同秸秆还田方式田间定位试验为平台,采用有机碳密度组分分级、团聚体分级和傅里叶红外光谱技术（FTIR）,结合室内培养实验,系统研究了农田黑土不同秸秆添加方式对耕层（0-20 cm）和亚耕层（20-35 cm）土壤有机碳库、碳组分、化学结构及其稳定性的影响。田间试验为以下6个处理:（1）S0,翻耕20 cm,单施化肥不添加秸秆;（2）S1,翻耕20 cm,化肥和半量秸秆配施(5 t ha^-1);（3）S2,翻耕20 cm,化肥和全量秸秆配施(10 t ha^-1);（4）S3,深翻35 cm,化肥和全量秸秆配施(10 t ha^-1);（5）S4,免耕,化肥和全量秸秆覆盖(10 t ha^-1);（6）S5,翻耕20 cm,化肥和全量秸秆燃烧后还田(10 t ha^-1)。初步研究结果如下:（1）经过4年连续秸秆还田,农田黑土有机碳库储量及固碳速率不同程度提升;耕层农田黑土有机碳储量:S1、S2、S4处理相比S0处理分别提升9.00%,17.15%和22.94%,S3和S5处理有机碳储量与S0处理差异不显著。相比S0处理,添加秸秆各处理固碳速率分别提升94.0 kg C ha^-1year^-1、114.0 kg C ha^-1year^-1、41.8 kg C ha^-1year^-1、152.40 kg C ha^-1year^-1和41.4 kg C ha^-1year^-1。亚耕层农田黑土有机碳储量:S1-S5处理相比S0处理分别提升3.57%、6.22%、9.31%、3.50%和3.97%,添加秸秆固碳速率分别提升54.27 C ha^-1year^-1、94.64 kg C ha^-1year^-1、141.51 kg C ha^-1year^-1、50.93 kg C ha^-1year^-1和60.36 kg C ha^-1year^-1。（2）经过4年连续秸秆还田,耕层和亚耕层农田黑土不同组分有机碳含量差异显著。耕层农田黑土,各处理总有机碳、活性组分有机碳、轻组有机碳和重组有机碳含量均表现为S2>S1>S4>S5>S3>S0。亚耕层农田黑土各组分有机碳含量表现为S3>S2>S1>S5>S4>S0,相比耕层,除S3处理外,其余添加秸秆处理在亚耕层的提升幅度均低于耕层提升幅度,说明秸秆添加有利于土壤各组分有机碳的积累且耕层提升效果强度亚耕层。添加秸秆各处理之间的差异说明秸秆添加的方式、数量和翻耕条件均会对有机碳含量产生显著影响。（3）不同秸秆添加方式下耕层（0-20 cm）和亚耕层（20-35 cm）的农田土壤各粒径团聚体比例及SOC含量产生显著差异,添加秸秆各处理相比只施加化肥处理显著提升大团聚体（>2 mm和2-0.25 mm）质量分数和SOC含量,提高团聚体平均重量直径（MWD）,且不同添加秸秆处理之间也表现出显著差异。相反,只施加化肥处理其微团聚体及粉黏粒所占比例和有机碳含量显著高于添加秸秆处理,通过对所有处理土壤团聚体各粒径质量分数及有机碳含量分析,发现添加秸秆处理更有利于微团聚体及粉黏粒有机碳向大团聚体富集,更有利于碳的固存。（4）全土和不同粒径团聚体的红外光谱分析表明秸秆还田不同程度的提升了各粒径团聚体内脂肪族碳官能团的比例,降低了芳香族碳官能团的比例。相关分析和主成分分析表明,全土、>0.25 mm的大团聚体中有机碳含量与脂肪族相对峰面积呈极显著正相关关系,与芳香族相对峰面积呈显著负相关关系;而<0.053 mm的粉黏粒内有机碳含量与脂肪族相对峰面积呈显著负相关关系,与芳香族相对峰面积呈显著正相关关系（P<0.05）,说明土壤的大团聚体中主要是结构简单、易分解组分的碳,而小粒径的微团聚体中以稳定性较强的芳香族碳为主。短期秸秆还田,特别是翻耕20 cm秸秆全量还田处理,更能促进表层土壤的大团聚体形成,提高土壤有机碳中脂肪族碳的含量,增加团聚体对碳的保护能力,更利于碳的固存和稳定。（5）经过4年连续秸秆还田,各处理产量呈现不同的趋势,表现为:S2处理(8134 kg ha^-1)>S1处理(7940 kg ha^-1)>S5处理(7833 kg ha^-1)>S0处理(7760kg ha^-1)>S3处理(7405 kg ha^-1)>S4处理(6673 kg ha^-1)。S1处理(7940 kg ha^-1)、S2处理(8134 kg ha^-1)和S5处理(7833 kg ha^-1)处理玉米产量相比较S0处理(7760 kg ha^-1)分别提高2.32%、4.81%和0.94%。S3处理(7405 kg ha^-1)和S4处理(6673 kg ha^-1)处理相比S0处理玉米产量分别降低4.79%和16.28%。表层全量秸秆添加对玉米增产最显著,而短期的秸秆覆盖和深还并未提高玉米的产量。（6）外源葡萄糖添加对有机碳矿化和稳定性影响的培养实验发现,在整个培养阶段,外源有机物添加条件下5种不同秸秆还田处理的土壤有机碳矿化速率在培养过程中均表现为急剧上升、急剧下降、平缓波动三个阶段,碳的累积矿化量呈现先快速上升后缓慢上升的趋势,与不施化肥处理的土壤相比,S0、S1、S2、S5有机碳累积矿化率依次降低10.21%、14.07%、38.92%和4.24%。土壤蔗糖酶活性和脲酶活性均表现为S2>S1>S5>S0>CK。（7）主成分分析结果为S2处理对耕层农田黑土有机碳库、不同组分有机碳含量及稳定性的影响效果最佳,S3处理对亚耕层农田黑土有机碳库、不同组分有机碳含量及稳定性的影响效果最佳,其主要影响因子包括总有机碳含量、全氮含量、活性组分有机碳含量、轻组有机碳含量和大团聚体质量分数和有机碳含量、平均重量直径,S0处理效果最差,其主要影响因子为土壤容重、微团聚体质量分数及有机碳含量。综上所述,不同秸秆添加方式对农田黑土有机碳储量、不同组分有机碳含量、稳定性及矿化过程产生重要影响,影响程度在耕层和亚耕层农田黑土存在差异,揭示了不同秸秆添加方式对有机碳周转和稳定机制的影响,短期内翻耕20 cm全量秸秆添加,对耕层土壤碳库质量提升最好;深翻35 cm,全量秸秆添加对亚耕层土壤碳库质量提升最好,研究结果有望为优化黑土区秸秆还田措施提供理论依据。