Los efectos de diferentes tipos de carbono exógeno en las características estructurales y estabilidad química del carbono orgánico del suelo en tierras de cultivo de secano siguen siendo poco claros. Basado en un experimento de sitio fijo de cuatro años en una tierra de cultivo típica de secano en la Meseta de Loess de China, este estudio analizó sistemáticamente los impactos de diferentes fuentes de carbono en las actividades enzimáticas del suelo, el contenido de carbono orgánico, las características estructurales químicas y sus interrelaciones bajo cinco tratamientos: (i) sin fertilización (T); (ii) 100% de fertilizantes químicos de nitrógeno, fósforo y potasio (CK); (iii) 50% CK + estiércol de ganado fermentado (T); (iv) 50% CK + paja de maíz (T); (v) 50% CK + mezcla de estiércol de ganado fermentado/paja de maíz (T). Los resultados mostraron que las actividades de beta-glucosidasa y N-acetilglucosidasa se clasificaron en el orden T > T > T y T > T > T, respectivamente. Específicamente, la actividad de beta-glucosidasa bajo T aumentó en un 35.26% en comparación con CK, mientras que la actividad de N-acetilglucosidasa bajo T aumentó en un 30.78% en relación a CK. En comparación con CK, los tratamientos T, T y T aumentaron el carbono orgánico del suelo en un 26.84%, 11.27% y 18.63%, y el contenido de carbono alquílico en un 7.67%, 2.91% y 5.57%, respectivamente. Además, los tratamientos T y T elevaron el contenido de carbono aromático en un 20.59% y 176.47% en relación a CK. El índice de actividad de carbono orgánico bajo T fue el más bajo, disminuyendo en un 10.04% en comparación con CK. El análisis de trayectoria de modelado de ecuaciones estructurales (SEM) reveló que la adición de diferentes fuentes de carbono exógeno en la agricultura de secano influyó principalmente en la estructura y estabilidad del carbono orgánico del suelo al mejorar directa o indirectamente las actividades de glucosidasa, beta-acetilglucosidasa y fosfatasa alcalina, siendo T la que mostró la mejora más significativa.