【目的】探讨春小麦、谷子、高粱、黍子4种谷类作物根系分布的空间几何构型特点和根系生长时空分布规律。【方法】采用盆栽、根管土柱栽培、铁丝网箱栽培与田间调查相结合的方法,研究谷子、高粱、黍子、春小麦4种作物根系的生长规律。【结果】(1)4种供试作物根系的种子根数、次生根数、入土深度和根幅明显不同;根系最大入土深度为高粱>谷子>春小麦>黍子;最大根幅为高粱>黍子>谷子>春小麦。(2)随着生育时期的推进,谷子、黍子、春小麦和高粱根系的根长与根重的增长均表现为慢-快-慢的规律。(3)4种谷类作物苗期主要以根系纵向下扎为主,根长与根干重呈明显的"T"字型结构;拔节期春小麦根长分布呈现近似"8"字型,其它作物的根长和根重分布仍呈明显的"T"字型;抽穗期谷子、高粱、黍子根长在不同土层深度中的分布近"8"字型,而春小麦呈现近卵型。(4)4种谷类作物根重在不同深度土体中的垂直分布符合指数递减方程y=A.e-bx,但其垂直递减率b值大小不等。4种谷类作物的总根长在不同深度土体中的分布前期符合指数递减方程y=A.e-bx,但后期与多项式y=ax3+bx2+cx+d的拟合程度更好。【结论】4种谷类作物根系空间分布的存在相似性,该相似性可为谷类作物高产栽培的根系调控提供理论依据。