农田土壤有机碳决定着土壤肥力,是确保农业可持续发展、全球固碳减排、提高作物产量以及减缓气候变化的关键所在。我国东北黑土地区是世界三大黑土带之一,但是由于长期高强度的不合理利用,导致理化性质变差、土壤肥力下降、生态功能退化。因此,增加黑土地区土壤有机质、提升其基础地力已引起国家农业部高度重视。增施有机肥、实行秸秆还田是加快农业废弃物资源化利用,增加土壤碳储存的合理有效措施。但对于秸秆添加量在不同肥力土壤中的阈值,秸秆碳的添加如何影响原来有机碳的分解尚不十分清楚。外源碳投入的增加会持续增加土壤有机碳含量,但现有研究多数有机碳含量范围较小。因此本研究设定不同秸秆添加量,实现有机碳含量较大范围,观测不同组分的响应特征。另外,不同肥力水平土壤固碳速率、有机碳在不同组分之间的转化、有机碳的固定机制均有所不同。综合以上,本研究基于东北黑土和棕壤长期定位试验站,选取以低肥力和高肥力土壤为研究对象,添加¹³C标记玉米秸秆（以0%;1%;3%;5%和10%的质量比例与土壤混合后）在田间进行原位培养1年,采用湿筛法和土壤有机碳密度分组方法,定量分析不同秸秆添加量条件下秸秆碳在不同团聚体和不同保护机制有机碳组分中的分配和去向,以期为土壤有机碳的固定机制提供依据和支持。主要研究结果如下:（1）原位培养0-60天是秸秆快速腐解的关键时期,原位培养360天以后秆碳在不同肥力水平土壤中残留量为初始值的22.8%-27.2%。（2）不同肥力水平土壤添加5%和10%玉米秸秆后,土壤中秸秆碳的固定足以抵消原有土壤有机碳的分解。（3）土壤大团聚体组分中秸秆碳的含量要高于微团聚体组分中秸秆碳的含量,说明新加入的有机碳首先固存在土壤的大团聚体中。（4）高肥力水平土壤添加高量秸秆后（5%和10%）,土壤总有机碳含量与粘粉粒组分有机碳含量呈对数关系。高量秸秆添加增加了土壤团聚组分有机碳含量,保持土壤原来有机碳的稳定性。（5）根据不同保护机制有机碳组分的变化特征,非保护机制有机碳组分总体随秸秆碳的添加均呈现増加的趋势。物理化学保护的粘粉粒组分有机碳由于受微团聚体组分包裹的作用,有机碳含量在整个培养期间变化不显著。（6）黑土和棕壤在秸秆腐解期内土壤总有机碳含量显著（P<0.01）受秸秆添加量、土壤肥力水平和培养时间的影响。黑土和棕壤大团聚体、微团聚体组分均受秸秆添加量、培养时间的极显著（P<0.001）影响。（7）粘粉粒组分有机碳与轻组有机碳、大团聚体有机碳组分相关性不显著（P>0.05）,微团聚体有机碳组分与其它有机碳组分均呈极显著的正相关关系（轻组除外）,表明微团聚体还没有达到稳定状态,容易受到其他组分变化的影响。综上所述,秸秆碳在土壤中的分配和固定受秸秆添加量和土壤肥力水平等因素的共同制约。秸秆添加提高了土壤以及大团聚体有机碳组分的含量。土壤有机碳主要贮存在大团聚体中,因此土壤大团聚体对于秸秆有机碳在土壤中的固定具有重要作用。低肥力水平土壤添加秸秆后不同团聚体组分有机碳含量提高幅度显著大于高肥力土壤,为土壤肥力的改善提供正反馈作用。但关于秸秆碳等外源碳的报酬递减率还需要更深层次的探索与研究。