【目的】探究玉米-大豆套作种间距离对土壤环境及根系空间分布的影响，以期为作物根系调控养分高效吸收提供理论依据。【方法】采用单因素随机区组试验设计，设置5种根系互作方式，其中玉米-大豆套作种间距分别为30 cm（MS30）、45 cm（MS45）、60 cm（MS60），单作玉米行间距100 cm（MM100），单作大豆行间距100 cm（SS100），研究玉米-大豆套作下土壤理化性状及根系空间分布的变化规律。【结果】玉米蜡熟期（R4）至成熟期（R6）、大豆始粒期（R5）至成熟期（R8），套作处理日平均土壤氧气含量、土壤呼吸速率随种间距离增加呈先增后减趋势；其中玉米土壤氧气含量MS45处理最高，MS30处理最低，而套作后的土壤呼吸速率均显著低于单作；大豆土壤呼吸速率以MS45处理最高，较SS100处理高130.00%，而套作后的土壤氧气含量均低于单作。与单作相比，套作玉米土壤中＞5 mm水稳性团聚体含量、套作大豆土壤中5—2 mm水稳性团聚体含量、土壤NO-3-N显著增加，其中均以MS45处理最高，较单作分别显著增加19.26%、4.49%、18.07%。共生期间，与单作相比，套作各处理玉米、大豆根系空间分布呈非对称性，套作玉米根系横向能延伸到大豆行的空间下方，纵向能下扎生长更深，套作大豆根系明显偏向大豆带生长，套作玉米和大豆根长、根表面积、根体积、根干重低于单作；玉米收获后，套作大豆根系恢复生长，在水平和垂直方向上进一步延伸，其中MS45处理的根体积高于单作。通过PCA分析，土壤养分含量和水稳性团聚体指标与根系形态参数呈正相关关系【结论】玉米-大豆带状套作合理的种间距离会促进土壤大团聚体的形成，增加土壤氧气含量，改善土壤通气环境及土壤养分状况，优化作物根系空间分布，促进根系生长发育。