作物根系是土壤水分、养分的吸收者和利用者,其生长发育状况直接影响着作物的生长与产量的形成。相比其他环境因素,作物根系对土壤水分更为敏感。为了研究灌水深度对冬小麦根系形态分布及根系活力的影响,在大田应用塑料管土柱法进行冬小麦根系试验,并设计了四个灌水深度(即处理Ⅰ为地表灌水、处理Ⅱ为根系分布深度的60%、处理Ⅲ为根系分布深度的75%、处理Ⅳ为根系分布深度的90%),通过测定冬小麦各土层的根系形态、根系活力、土壤含水率状况等相关参数,分析了灌水深度对冬小麦根系形态分布、根系活力及抗旱性的影响。得出了以下研究结果:⒈相比地表灌水方式,灌水总量不变、结合土壤含水率的深度灌水方式能够促使冬小麦根系深扎,整体根量增加,且对冬小麦根长密度及根重密度的垂向分布影响显著;它通过促进冬小麦下层根系的生长发育,增大下层根长密度及根重密度,使得冬小麦根系的整体根量提高,至成熟期时,深度灌水方式可使冬小麦根系的入土深度增加约30cm,总根长增加约20%,总根重增加约10%;同时,深度灌水方式能使冬小麦根系在深层土壤中的分布趋于相对均匀。⒉对于深度灌水方式,在冬小麦生育前期,灌水深度越大,冬小麦总根量越大;但在其生育后期,灌水深度过大则会对冬小麦表层根系生长发育产生不利影响,使得总根量减小。所以灌水深度的选取不宜过大,当灌水深度选取过大时,需在冬小麦生育后期加大表层灌水量,以满足其表层根系的生长发育。⒊冬小麦根区的土壤水分状况与其根系分布相互影响,相互作用。且在一定范围内,土壤含水率越大,相应土层的根长密度越大;与此同时,冬小麦的根系分布反过来也会影响根区土壤的水分分布,且对于深度灌水方式下的下层根系,冬小麦的根长密度越大,相应土层的根系吸水量越多,土壤含水率越小。⒋相比地表灌水方式,灌水总量不变时,结合土壤含水率的深度灌水方式会对冬小麦根系活力的垂向分布产生显著影响,并且能显著提高其深层根系的根系活力。在冬小麦的生育后期,其下层根系活力值甚至超过表层,使得冬小麦的整体根系活力增大;适当的深度灌水方式有利于延缓冬小麦根系生育后期的衰老进程,减缓上层根系活力值的下降速度,使其根系整体保持较大的根系活力值。⒌冬小麦的根系活力与根长密度密切相关。对于地表灌水方式,冬小麦各生育期的根长密度与根系活力呈良好的正线性相关,冬小麦根长密度越大,对应的根系活力值越大;而对于深度灌水方式,在拔节期和抽穗期时,冬小麦的根长密度与根系活力呈良好的正线性相关,但在灌浆期和成熟期,由于冬小麦表层根系的衰老,致使其根系活力值下降,且深度灌水方式使得下层的根系活力值出现大幅增加,不符合线性相关关系。⒍相比地表灌水方式,深度灌水方式下冬小麦的根冠比相对较小,但其根冠比与产量并不成正比,深度灌水方式能显著提高冬小麦的地上部分干重,进而提高冬小麦的产量。⒎相比地表灌水方式,本试验中灌水深度为根系分布深度60%与75%的深度灌水方式,一方面可提高冬小麦根系对土壤水分的吸收能力及水分利用效率,使得冬小麦拥有较好的根系构型,达到节水的目的;另一方面又能缓解冬小麦生育后期表层土壤的干旱现象,提高其抗旱能力,同时,较小的根冠比有利于地上部分生物量累积及冬小麦产量的增加。因此,根系分布深度的60%和75%是本试验条件下能够提高冬小麦水分利用率和抗旱性的最佳灌溉深度,可为华北地区冬小麦节水灌溉提供参考。