Para explorar los efectos de la composición y estructura de la materia orgánica disuelta (DOM) del suelo y su capacidad de transferencia de electrones (ETC) en la bioaccesibilidad de los elementos tóxicos potenciales cromo (Cr), plomo (Pb) y cadmio (Cd) después de la aplicación de abono orgánico de estiércol de cerdo descompuesto, se utilizaron la espectroscopia de fluorescencia tridimensional (3D-EEMs), análisis de factores paralelos (PARAFAC) y métodos electroquímicos para analizar las características de la composición de la DOM en la solución del suelo y los cambios en la ETC, y se exploró la relación dinámica entre el contenido relativo de DOM, ETC y diversas formas de elementos tóxicos potenciales mediante un análisis de correlación de Pearson y análisis de redundancia (RDA). Entre ellos, Cr, Pb y Cd fueron los elementos con una toxicidad biológica significativa en el suelo agrícola. Los resultados indicaron lo siguiente: (1) La DOM del suelo antes y después de devolver el abono orgánico al campo contenía cuatro componentes: humus similar a UV y UVA (C1), similar a triptófano y humus similar a UVA (C2), exógeno y humus visible (C3) y similar a tirosina (C4). El componente principal fue similar al humus. (2) Después de aplicar abono orgánico, los contenidos relativos de los componentes humus y similar a tirosina de la DOM en el suelo aumentaron en un 8% y 8.73%, respectivamente. En este proceso, la capacidad de aceptación de electrones (EAC) y la capacidad de donación de electrones (EDC) de la DOM aumentaron en un 39.98% y 27.91%, respectivamente. (3) La fracción similar a humus mostró una correlación positiva altamente significativa con la ETC ( < 0.01), y la fracción similar a tirosina mostró una correlación negativa significativa con la ETC ( < 0.05). (4) La sustancia similar al humus y la ETC se correlacionaron positivamente con la cantidad total, el estado reducible y el estado oxidizable de los elementos tóxicos potenciales y se correlacionaron negativamente con el estado extraído débilmente ácido y el estado de residuo; esto mostró que los componentes similares al humus y la ETC fueron más útiles para la transformación del estado extraído débilmente ácido al estado reducible, estado oxidizable y estado de residuo en la interacción entre los componentes de la DOM y Cr, Pb y Cd. En resumen, la aplicación razonable de abono orgánico podría mejorar el contenido relativo de DOM y ETC en el suelo, inhibir la toxicidad biológica de los elementos tóxicos potenciales en el suelo y proporcionar una base teórica para el uso seguro de abono orgánico.