由于局部灌溉技术的应用和作物根区土壤物理参数和根系吸水不均匀，作物根区不同空间微域土壤水分存在动态差异，为评价土壤水分对作物有效性带来了困难。因此，研究作物根区土壤水分空间动态变化规律和不同空间微域含水率变化对作物生理生长及根系的影响，为作物有效性动态评价和土壤水分空间调控提供理论依据，具有重要的科学意义和实用价值。本论文通过温室小区试验和土柱试验，探索了水平和垂直空间供水条件下玉米根区土壤水分的动态变化规律及其与作物生理生长的关系，对不同灌溉处理的不同时段土壤有效水储量和储存空间进行了评价，利用根区土壤水分和作物生长的定量关系，分析了不同空间微域土壤含水率差异对局部根系生长影响的规律，确定了作物水分亏缺的根区土壤微域含水率的有效性判别方法和体系指标，得出玉米生长不同生育期适宜的供水空间和供水量范围。获得的主要结论如下：（1）温室小区试验结果表明：玉米的湿润根区与干燥根区土壤水分始终处于异步交替上升和下降。0-80cm各层次土壤水分在垂直方向上呈近似“倒L”型分布，其中0-30cm土层水分变化最为剧烈，尤其表现在灌水侧；30-60cm随着土层深度的增加，土壤水分呈现先增大后减小的趋势，土层水分的消耗速度也仅次于0-30cm；60cm以下根层随着水分处理时间的延长，土壤含水率随灌水变化的滞后性越明显，土壤水分只是出现微小波动，基本趋于稳定。（2）根系分区交替灌溉，玉米株高、叶面积随着水分控制下限的增大而逐渐增加只至稳定，茎粗则是先增大而后逐渐减小。植株根冠比呈现为低水处理T4最高，中水处理T3最低。干物质量总体上呈T1>T2>T3>T4的趋势增长。根系分区交替灌溉会影响玉米各部分器官的比例调整和分配，且T2在不影响根系生长的情况下，地上部分与T1无显著差异。同时，不同生育期，土壤干旱使得根系活力总体呈降低趋势。（3）根系分区交替灌溉随着水分下限的增加，干燥侧根区土壤水分变化幅度逐渐减小，低水处理干燥侧变化幅度最大，随着干燥侧土壤水分含量升高，玉米根系从干燥侧吸收的水分占整个根系吸收水分含量的百分比也趋于增加。土壤水分与Tr、Pn、Gs、CC、CSC相关性显著，它们随着水分含量的增加而降低，而且T2明显大于T1。根系分区交替灌水的Pn和Gs与常规灌溉差异最大。（4）在土柱试验中，不同灌水方式株高呈T4>T3>T2>T1的趋势；叶面积和茎粗变化趋势与小区根系分区交替灌溉一致。T1处理时上层的土壤水分增加使得根系在上层土壤中的分布相对增加，干物重得到显著增加。T2处理上、下层根区干旱使得根系在中层土壤中的干物重增加，但是根重占总植株的干重比列有所下降。T3处理，增加了下层根区的土壤水分供应，玉米根系干重相对增加，整株干物重也得到了相应的增加,表明T3在上层和中层根区干旱下，有利于玉米植株生长。不同湿润方式对玉米不同根区根系活力有显著影响。（5）土柱试验结果表明：根系主要吸收灌水根区的土壤水分，而非灌水根区土壤水分仍然占了相当的比重，上层灌溉T1上层根区土壤水分消耗最大，中层灌溉T2中层次之，下层灌溉T3下层最小。T1中层和下层根区土壤水分消耗依次降低，但均小于上层根区水分的消耗；T2上层根区由于受土壤蒸发的影响，土壤水分消耗仅次于中层，但是仍然大于下层根区；T3下层根区土壤水分消耗虽然最多，但是与上层根区无明显差异，中层消耗最少。（6）在一定范围内，随着耗水量的增大，玉米的产量也随之增大，高水T2与中水T3处理产量明显优于低水处理T4，且与常规处理T1无明显差异。中水处理T2的WUE值总体上都大于其它处理。