冻融作用是影响土壤团聚体稳定性的限制因子之一,能够改变团聚体的大小,影响土壤理化性状,造成土壤机械结构破坏而且随后不能自然复原,增加土壤的可蚀性。我国东北黑土区处于季节性冻土区,且由于黑土特性和自然环境的特殊性,黑土经历反复冻融,影响土壤风干团聚体、水稳性团聚体形成过程及粒级分布。部分研究表明冻融交替增加黑土团聚体的稳定性,部分研究发现冻融交替降低团聚体稳定性,但截止目前尚未达成共识。本研究选取黑龙江省宾县、克山、嫩江农田黑土为研究对象,采用冻融交替模拟试验,探讨冻融循环次数、初始含水率及土壤黏粒含量对土壤团聚体稳定性及其球囊霉素相关蛋白(GRSP)的影响,阐明冻融作用对土壤团聚体稳定性的影响机制,为黑土区资源保护与可持续利用及地区粮食安全提供科学依据与技术支撑。主要研究内容和结果如下:(1)分析了冻融过程对东北黑土风干团聚体粒径分布的影响,在相同初始含水率水平下,经历冻融循环后三地黑土风干团聚体各粒径组变化较大,>2 mm粒径组比例表现出不同程度的降低,<0.5 mm的小粒级组比例显著(p<0.05)增加,表现出促进团聚作用的趋势,而1～2 mm和0.5～1 mm粒径则受黑土粘粒含量、初始含水率等因素影响趋势不一。粘粒含量越高,各粒径团聚体百分比含量、平均重量直径(MWD)越高。随着初始含水率的增加,风干团聚体MWD显著增加,表明冻融过程中提高土壤的初始含水率可以增强团聚体稳定性;随着冻融次数增加,土壤MWD先减小后增加,即东北黑土冻融前期抗侵蚀能力弱,之后多次冻融会提高抗侵蚀能力。(2)揭示了东北黑土水稳性团聚体的破坏机制,阐明了冻融过程对基于LB法水稳性团聚体的空间分布特征,发现克山、嫩江及宾县黑土团聚体的破坏机制主要为快速湿润引起“气爆”的消散作用,团聚体破坏机制的作用次序为FW(消散作用)﹥WS(机械破坏作用)﹥SW(黏粒膨胀作用)。(3)研究了冻融过程对东北黑土中水稳性团聚体和GRSP含量的影响及其分布特征。与未冻融(0次)相比,初始含水率为100%田间持水量(TC)时,30次后克山、嫩江、宾县三地水稳性团聚体MWD呈现显著(p<0.05)降低趋势,而当初始含水率为50%田间持水量(TC50)与凋萎系数(DW)时,30次后克山、嫩江、宾县水稳性团聚体MWD呈现显著(p<0.05)增加趋势。水稳性团聚体均表现出随着粒级的减小含量逐渐增加的趋势。冻融后,三地水稳性团聚体中易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)、难提取球囊霉素相关土壤蛋白(DE-GRSP)浓度大致呈增加趋势。随着冻融次数的增加,三地可溶性有机碳(DOC)呈现降低趋势,而随着初始含水率的增加,三地DOC总体呈现增加趋势。当初始含水率为TC时,EE-GRSP与水稳性团聚体MWD呈负相关,但没有达到显著性,而在TC50和DW下呈现显著(p<0.01)正相关性,而DE-GRSP只在TC、DW下与水稳性团聚体MWD呈显著正相关性。综上所述,随着冻融循环次数的增加,东北黑土风干团聚体与水稳性团聚体中较大粒径组(>2 mm)呈逐渐减小趋势,较小粒径组(<0.5 mm)则呈增加趋势。冻融过程中土壤初始含水量显著影响风干团聚体和水稳性团聚体的稳定性。冻融过程中适宜的土壤含水量(TC50)有助于增加东北黑土风干团聚体和水稳性团聚体的稳定性。