潮土是江苏省分布面积最广的土壤类型,主要分布在淮北、沿江、沿海等农区,占江苏省耕地面积的60%以上。黄河故道潮土区受成土母质及地形等因素的影响,土壤具有砂性重、结构差、有机质含量低、养分缺乏等障碍问题,是江苏省主要的中低产田之一。提升黄河故道区低产潮土肥力,对于实现“藏粮于地、藏粮于技”战略目标及农业的可持续发展具有现实和长远意义。本研究从外源碳投入量、腐殖化系数和土壤理化性状等角度入手,采用田间试验和培养试验相结合的方法,通过添加外源有机物料及土壤改良剂,研究其对土壤碳固存、土壤物理结构及作物产量的影响,探究黄河故道低产潮土培肥增产的最佳方案。主要研究结果如下:（1）与单施化肥相比,连续两年增施有机物料,小麦产量增幅20.1%～53.5%,玉米增幅12.5%～40.1%。对玉米而言,增施有机肥产量效果最佳,增幅为25.8%～40.1%,且施用量为12t/hm2时玉米产量最高为8.98t/hm2;对于小麦而言,增施木质菌渣效果最佳,增幅为39.9%～53.5%,施用量为12 t/hm2时小麦产量最高为6.97 t/hm2。（2）外源有机物料施用显著增加土壤总碳库5.94%～15.14%,活性碳库19.6%～46.0%,其中菌菇渣固碳效果优于有机肥,而木质菌渣总碳库和活性碳库分别比秸秆菌渣高0.2～0.24 Mg/hm2、0.04～0.06 Mg/hm2。有机物料施用初期由于潮土有机碳背景值较低,土壤碳固存呈快速增加的趋势,2018年受强降雨等外界因素的影响,碳固存与2017年相比,出现小幅度下降,碳固存量为0.27 Mg/hm2～0.51 Mg/hm2。2019年土壤整体碳矿化量减少,碳固存又稳步增加。（3）土壤结构可表征土壤协调水、肥、气、热的能力。有机物料施用可调节土壤三相比,减少气相比,增加固相、液相比,降低STPSD（土壤三相结构距离）,使土壤结构向理想状态转变,其中12 t/hm2秸秆菌渣的STPSD值最低为25.31,但与B2处理相比无显著差异。有机物料施用会增加>0.25 mm粒径土壤水稳性团聚体含量,且0-10 cm 土层施用效果优于10-20 cm。随有机物料施用年限的增加<0.053 mm粒径水稳性团聚体呈降低趋势。有机物料施用可降低10-20 cm土层土壤紧实度,但处理间未达显著差异水平。（4）对室内培养实验各相关指标的PCA分析发现,>0.25mm粒径水稳性团聚体含量与土壤有机碳含量呈正相关关系,与STPSD值呈负相关,表明土壤物理结构改善有利于增加土壤碳固存。凹凸棒土配施蚕豆秸秆可使>0.25 mm粒径水稳性团聚体含量增加4.67%,土壤持水量增加17.8%,其中凹凸棒土16g/kg配施蚕豆秸秆10g/kg效果最优,土壤STPSD值为6.97,表现出明显的结构改良的趋势。绿肥秸秆施用会增加土壤碳素的积累,随培养时间增加,微生物熵下降,但配施凹凸棒土可降低土壤碳素、氮素的消耗,增加总有机碳和全氮含量,增量分别为0.33～4.45 g/kg和0.12～0.84 g/kg。在培养前期单施绿肥对土壤速效养分的增加发挥主导作用,而在培养后期由于配施能够缓解养分释放,减少碳氮损失,对土壤养分的固存能力优于单施,且蚕豆配施效果优于黑麦草配施。总之,增加外源碳投入和改良土壤物理结构均可增加黄河故道区低产潮土碳固存量,其中木质菌渣用量为12t/hm2处理固碳效果最佳,活性碳库增加0.212Mg/hm2/a,总碳固存量为0.878 Mg/hIm2/a。凹凸棒土 16 g/kg配施蚕豆秸秆10 g/kg对黄河故道潮土土壤物理结构改良效果最佳,有机碳增幅达到62.2%。