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玉米的连年种植致使东北黑土区土壤的有机质降低、耕层结构劣化,进而导致作物养分供应失衡,氮肥利用率降低。施用玉米秸秆和生物质炭可以有效的改善土壤结构,提高有机质含量及作物产量,近年来相关的研究也较多。然而对于不同结构土壤的理化性质、有机质含量、腐殖质组分、HA结构的差异及其对15N尿素吸收利用的影响机理,尚不清楚。因此明确不同结构土壤理化性质上的差异及其与15N的肥料的内在关系,对实现氮肥的高效利用具有重要理论和实践意义。本文通过研究秸秆和生物质炭还田对不同结构土壤的理化性质、腐殖质组成、胡敏酸结构、15N利用及作物的长势和产量影响,从而探讨提高15N尿素利用率的机制。本文设置了2组盆栽试验和1组田间试验,第1组盆栽试验为6个处理:GS(田间选取的“好”结构土壤+15N标记尿素);BS(田间选取的“坏”结构土壤+15N标记尿素);GSC(“好”结构土壤+粉碎玉米秸秆+15N标记尿素);BSC(“坏”结构土壤+粉碎玉米秸秆+15N标记尿素);GSB(“好”结构土壤+生物质炭+15N标记尿素);BSB(“坏”结构土壤+生物质炭+15N标记尿素)。第2组盆栽试验设置3个处理:CK(对照土壤+15N标记尿素);CKU(过2 mm筛留筛上大块土壤+15N标记尿素);CKW(淹水处理+15N标记尿素)。田间试验为5个处理:CK（对照）;CKS1（0-20 cm土层粉碎玉米秸秆混合还田）;CKS2（20-40 cm土层粉碎玉米秸秆混合还田）;CKB1（0-20 cm土层生物质炭混合还田）;CKB2（20-40 cm土层生物质炭混合还田）。主要研究了施用秸秆和生物质炭对不同结构黑土理化性质、胡敏酸结构、15N利用及产量等影响。采用常规化学分析手段,运用15N示踪技术研究氮肥利用,同时利用元素组成、红外光谱、热稳定性、三维荧光光谱及固态13C CPMAS NMR光谱分析方法研究了胡敏酸结构变化。研究结果如下:（1）“好”结构土壤的理化性质较“坏”结构土壤好,土壤含水率、团聚体优势粒级组分含量、速效养分含量及铵态氮、硝态氮含量高;有机质及其腐殖质组分含碳量高,腐殖化程度高,2018年2次种植后GS、BS的有机碳含量平均值分别为13.79和9.81 g/kg,2019年2次种植后该数值分别为13.33和9.27g/kg;HA结构相对简单;作物长势好;15N利用率高,2018年2次种植后GS、BS的氮肥利用率分别为10.35%和8.16%。（2）添加秸秆和生物质炭可改善不同结构土壤的理化性质,使土壤含水率、团聚体优势粒级组分含量、速效养分含量及铵态氮、硝态氮含量增加;土壤有机质及其腐殖质组分含碳量增加,腐殖化程度提高,2019年种植后,GSB、GSC的有机碳含量分别比GS增加18.07%、3.99%,BSB、BSC分别比BS增加了20.18%、8.70%;HA结构变得简单;作物长势变好,产量增加,2018年种植后,CKS1、CKS2、CKB1、CKB2处理玉米产量比CK分别增加了5.88%、18.25%、12.54%、25.38%;15N利用率提高。（3）对于上述的变化,相对于秸秆的添加对不同结构土壤理化性质、有机质及腐殖质组分含量、HA结构、15N利用率的改善作用,生物质炭添加的改善效果更大,2018年第2次种植后,GSC、GSB有机碳含量分别比GS增加了18.82%和9.90%,BSC、BSB则分别比BS增加了23.80%和17.35%。相对于对“好”结构土壤改善的变化量,“坏”结构土壤的变化量更大,2019年种植后,与GS相比,GSC和GSB的15N利用率分别增长了2.38和10.21,BSC和BSB的结果分别是4.93和11.12。田间试验还表明,相对于表层还田,亚表层还田的改善效果更好。（4）人为破坏土壤结构后,土壤理化性质变差。土壤含水率、团聚体优势粒级组分含量、速效养分含量及铵态氮、硝态氮含量降低;土壤有机质及其腐殖质组分含碳量下降,土壤腐殖化程度降低,2019年种植后,CKU、CKW的PQ值分别比CK减少了2.63%和5.56%;HA结构的缩合度和氧化度增加,结构变得复杂;植株长势变差;15N利用率变小,2018年的2次种植后,CK、CKU和CKW的氮肥利用率分别为23.09%、20.63%和13.77%。