东北地区降雨在年际及季节间分布不均,周年性和季节性旱涝、灾害是制约玉米产量的关键因素之一。连年灭茬旋耕起垄和忽视有机物料的投入,使得该区农田土壤犁底层上移,土壤蓄水保墒能力下降,以致玉米生育后期早衰、严重限制了玉米的高产稳产。为了解决上述问题,于2017—2018年在沈阳农业大学大型遮雨棚内设置了根箱秸秆还田控水试验。本实验设置行间秸秆翻埋(T1)与混拌(T2)两种还田方式,15 cm(D1)、30 cm(D2)、45 cm(D3)3个还田深度,以秸秆不还田3个深度翻土为对照,在玉米苗期和吐丝期通过人工架设遮雨棚以及滴灌设施对所有处理分别进行旱、涝处理,分析水分胁迫条件下秸秆还田方式对土壤理化性质、根系空间分布特征、春玉米生长发育及产量影响。研究结果表明:(1)与不还田相比,行间秸秆翻埋30 cm还田处理显著降低了行上10~45 cm和行间0~30 cm土壤紧实度;与行间秸秆混拌30 cm还田相比,行间秸秆翻埋30 cm还田显著降低了行上10~27.5 cm和行间15~22.5 cm土壤紧实度。干旱胁迫下,除0~10 cm土层外,行间秸秆翻埋还田土壤体积含水量均高于或等于行间混拌还田和行间翻土不还田处理;涝害胁迫下,行间秸秆翻埋30 cm还田土壤剖面含水量分布均匀,平均值最低。(2)水分胁迫条件下,行间翻埋30 cm还田不仅可以增加根系的水平分布范围还可以提高深层根系干质量,扩大根系垂直分布范围。2017和2018年行间秸秆翻埋30 cm还田根长分布范围最广、总根长最大。(3)相同还田深度下,各还田方式间叶片SPAD、株高和茎粗均无显著性差异。秸秆还田方式间苗期和灌浆期植株地上部干物质积累量差异显著。还田15 cm和45 cm条件下,行间秸秆还田处理叶面积显著高于不还田处理。2017和2018年干旱胁迫下,行间秸秆翻埋30 cm还田叶片丙二醛含量显著低于其他两个处理;2018年对涝害胁迫下行间秸秆翻埋30 cm还田叶片丙二醛含量显著低于同等还田深度下的其他两个处理。还田30 cm和45 cm深度下,行间秸秆翻埋还田根系伤流量均显著高于秸秆不还田处理。(4)2017和2018年各处理产量性状和籽粒产量无显著性差异。综上所述,行间秸秆还田可以降低土壤紧实度,增加土壤缓冲能力,优化根系分布,促进侧根生长和根系下扎,获得了较大的叶面积和干物质积累量。行间秸秆翻埋30 cm还田不仅根干重最大,根系分布最广,同时叶片丙二醛含量最低,根系伤流量最大。故秸秆行间翻埋30 cm还田是东北气候相似区适宜的秸秆还田方式。