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东北黑土区农田春季土壤昼融夜冻与大风天气重合,从而导致土壤冻融作用对农田风蚀有重要影响,而当前土壤冻融作用对黑土区农田土壤风蚀的影响鲜有报道。为此,本研究基于室内冻融模拟与风洞试验,结合对土壤抗蚀能力指标与土壤可蚀性指标的测定,研究了冻融作用对农田土壤风蚀的影响,量化了土壤含水量和冻融循环以及二者交互作用对土壤风蚀作用的贡献,分析了作物秸秆全量还田压埋混入土壤处理下冻融作用对土壤风蚀的影响,初步揭示了冻融作用对农田土壤风蚀的影响机理,为东北黑土侵蚀防治和宝贵黑土资源保护提供了重要科学依据。主要研究结论如下:(1)前期冻融作用显著增加了农田土壤风蚀强度和风蚀输沙率。试验条件下,土壤经过前期冻融作用后,风蚀强度与风蚀输沙率较无冻融处理分别增加了23.5%～404.2%(P<0.05)和59.1%～305.3%(P<0.05)。前期冻融作用对风蚀强度和风蚀输沙率的影响受土壤含水量和风速的综合影响,在有前期冻融作用的试验处理中,初始土壤含水量为16.5%的风蚀强度与风蚀输沙率均为最大。此外,土壤冻融作用可使风蚀输沙高度增加达8 cm。(2)冻融循环次数对土壤风蚀强度和风蚀输沙率有重要影响。随着冻融循环次数的增加,土壤风蚀强度与风蚀输沙率随冻融循环次数的增加均表现出增大且增加速率逐渐减缓的变化趋势。当冻融次数从1次增加至7次时,土壤含水量为16.5%和33.0%条件下风蚀强度分别增加了8.3%～47.3%和40.1%～156.0%;两个土壤含水量下风蚀输沙率分别增加5.3%～17.3%和33.2%～49.0%。(3)土壤冻融作用显著影响土壤含水量和风速及其二者交互作用对风蚀强度的贡献。土壤冻融作用导致风速对风蚀强度的贡献率从74.6%减小至34.8%,而使土壤含水量及其与风速二者交互作用对风蚀强度的贡献率之和从17.7%增加至62.8%。同时,冻融作用使土壤含水量对风蚀输沙率的贡献率从23.1%增加至39.8%,而使风速及其与土壤含水量二者交互作用对风蚀输沙率的贡献率分别从39.2%和37.4%减小至25.4%和33.9%。当初始土壤含水量由16.5%增加到33.0%,冻融循环次数对风蚀强度的贡献率从12.6%增加至28.8%,而风速及其与冻融循环次数二者交互作用对风蚀强度贡献率从71.2%和13.4%降低至64.5%和3.2%;随着土壤含水量的增加,风速对风蚀输沙率的贡献率从73.8%增加至82.9%,冻融循环次数及其与风速二者交互作用对风蚀输沙率的贡献率分别从13.3%和10.8%减小至7.1%和7.9%。(4)玉米秸秆残茬全量还田压埋混入土壤条件下(即秸秆质量为土壤质量的4%),冻融作用导致土壤风蚀强度与平均输沙率显著增加(P<0.05),其增加幅度分别为18.6%～283.3%和48.9%～347.9%。且经过冻融作用后,相同土壤含水量条件下秸秆残茬全量还田压埋混入土壤处理下风蚀强度的增加幅度要小于无秸秆还田条件下的风蚀强度增加幅度。与无秸秆还田试验处理相比,秸秆全量还田压埋混入土壤条件下风蚀强度与风蚀输沙率基本呈增加趋势,其增加幅度分别为5.3%～159.8%和32.5%～763.8%。(5)土壤冻融作用通过使土壤抗侵蚀能力下降和土壤可蚀性增加,从而导致土壤风蚀强度增加。与无冻融处理相比,经过7次冻融处理后,土壤容重、土壤抗剪强度与土壤硬度等土壤抗侵蚀能力指标分别减小了5.9%～7.3%、17.5%～39.1%和46.3%～76.7%,>5 mm的干团聚体所占比例减小了11.7%～30.4%,<1 mm的干团聚体所占比例增加了0.7%～12.7%;土壤水稳性团聚体平均重量直径(MWD)减小1.3%～41.7%;而土壤可蚀性指标土壤崩解速率增加了1284.6%～3780.0%,从而冻融作用导致土壤风蚀量增加。此外,随着冻融循环次数的增加,土壤抗侵蚀能力指标的减小幅度也呈下降趋势,这也是导致随冻融次数的增加土壤风蚀强度的增加幅度呈下降趋势的主要原因。与无秸秆还田处理相比,秸秆残茬全量还田压埋混入土壤试验处理使土壤容重减小13.3%～30.3%(P<0.05),使土壤抗剪强度与土壤硬度分别减小了2.9%～31.3%和20.0%～74.4%,从而导致秸秆残茬全量还田压埋混入土壤处理下土壤风蚀强度的增加。