土壤有机碳的转化是土壤中重要的生物化学过程,更是土壤碳、氮﹑磷和硫循环的重要驱动因子。在以往黑土农田研究中发现,碳源添加能增加土壤有机碳含量,提高土壤微生物数量和酶活性,对土壤肥力的维持具有积极的作用。但在东北黑土农田中,不同碳源添加对农田土壤碳转化影响的研究还相对较少。因此以纳米碳、秸秆和生物炭3种碳源为材料,研究其添加2年内农田土壤有机碳矿化过程、腐殖化过程及碳代谢相关酶活性的变化规律,探究不同碳源对土壤有机碳转化过程的影响机制,为黑土区农田生产力的维持提供科学依据,研究得到如下结果:1.3种外源碳添加后,土壤性质及养分特征都随作物生育期变化而变化,大都在春季或夏季较高。与无碳添加相比,外源碳添加2年内土壤pH无变化,土壤容重降低;纳米碳和生物炭添加后土壤温度升高,秸秆添加后土壤含水量增加。与无碳添加相比,纳米碳添加后土壤有机碳、全氮含量,碳、氮储量,C:P、N:P降低;秸秆添加后土壤养分含量,碳、氮、磷储量增加;生物炭添加后土壤有机碳含量,碳储量增加;秸秆和生物碳添加后土壤生态化学计量特征均增加。主成分分析表明,3种外源碳添加后没有改变土壤结构和主要氮、磷肥力因子,但生态化学计量特征占比降低。2.3种外源碳添加后,表征土壤有机碳矿化过程的活性有机碳、非活性有机碳、可溶性有机碳含量,土壤呼吸速率,土壤有机碳矿化速率都随作物生育期变化而变化,与无碳添加的季节动态规律基本一致。与无碳添加相比,3种外源碳添加2年内土壤活性有机碳和可溶性有机碳含量降低,土壤呼吸速率和有机碳矿化速率增加,秸秆和生物炭添加后土壤非活性有机碳含量增加。主成分分析表明,3种外源碳添加后土壤可溶性有机碳成为影响土壤矿化的主要因子,秸秆和生物炭添加后,土壤呼吸速率和土壤有机碳矿化率所占比重增加。3.3种外源碳添加后,表征土壤有机碳腐殖化过程的腐殖质组分、土壤腐殖酸光学特性随作物生育期变化而变化,都在第1年秋季较高(胡敏酸、富里酸较低),第2年降低。与无碳添加相比,3种外源碳添加2年后,土壤胡敏素含量增加,土壤富里酸、胡富比、PQ值、腐殖酸光学特性变化较小;土壤胡敏酸在纳米碳添加后含量下降,而在秸秆添加后增加。主成分分析表明,3种外源碳添加后土壤腐殖酸光学特性所占比重增加。4.3种外源碳添加后,土壤碳代谢酶活性都随作物生育期变化而变化,其中土壤纤维素酶、淀粉酶、过氧化氢酶、土壤总体酶活参数都在春季较高,而土壤转化酶活性在第2年秋季达到最大。与无碳添加相比,3种外源碳添加2年后,土壤纤维素酶活性无变化,过氧化氢酶活性都降低;土壤转化酶活性和总体酶活参数在纳米碳添加后降低;土壤淀粉酶活性、转化酶活性和总体酶活参数均在生物炭添加后增加。主成分分析表明,3种外源碳添加后土壤纤维素酶活性所占比重增加。5.相关分析结果表明,与无碳添加相比,3种外源碳添加后,土壤有机碳矿化过程与土壤性质、生态化学计量特征及碳氮磷储量的相关性较小;土壤有机碳的腐殖化过程与土壤含水量、有机碳含量显著相关,与土壤生态化学计量特征及碳氮磷储量间的相关性差异较大;土壤碳代谢酶活性与土壤养分含量显著相关,而与土壤生态化学计量特征和碳氮磷储量间没有相关性。综合来看,3种外源碳添加对土壤碳素代谢过程都有一定的促进作用,其中秸秆和生物碳添加比纳米碳添加的作用明显,在碳源添加后,土壤碳代谢过程仍受土壤性质、土壤矿化过程、土壤腐殖化过程和土壤酶活性等因素的综合调控。