在深入分析玉米根系生长特性的基础上,选取南方红壤丘陵区坡耕地为研究对象,结合玉米各生育期根系的生长特点和在垂直土层中的分布规律,采用室外实验与室内分析相结合的方法,对玉米4个典型生育期(苗期、穗期、开花期、粒期)根系力学性质和含根土壤的抗蚀性、抗冲性、抗剪强度变化规律及其影响因素进行了深入研究,以期为南方红壤丘陵区坡耕地科学选育玉米品种、耕作区水土流失防治提供一定的理论支撑和技术参考,全文主要结论如下:(1)采用土粒浸水实验,对玉米地土壤抗蚀指数时空动态变化规律进行了测定分析,结果表明:随着浸水时间的延长,土壤抗蚀指数均呈逐渐下降的趋势,具体下降幅度在生育期和垂直土层方向上呈现出一定的差异性。苗期和穗期下降幅度较开花期和粒期大,10-20cm土层各生育期下降幅度最小。玉米在生长过程中会对土壤的抗蚀性产生一定的增强效应,这种增强效应在生育期方向上呈逐渐增加的趋势,在垂直土层方向上呈先增加后减小的趋势,以粒期为例,10-20cm土层抗蚀性增强率为72.11%,是0-10cm土层的1.54倍,20-30cm土层的3.04倍。土壤抗蚀性与有机质、>2mm水稳性团聚体和呈极显著正相关(P<0.01),与<0.25mm水稳性团聚体呈显著负相关(P<0.05)。土壤根系特征参数中,根系总体积、总根长、<1mm根长与土壤抗蚀性呈极显著正相关(P<0.01)。(2)不同生育期和土层玉米根系对土壤抗冲性增强效应不同,选择无根系土壤(裸地)作为对照,随着生育期的推进,玉米根系对土壤抗冲性的强化率均呈现先增加后减小的趋势,均于开花期强化率达到最大,在垂直土层方向上分别为122%、192%和167%。土壤容重、有机质和>2mm水稳性团聚体数量的增加能显著提高土壤抵抗径流破坏推移的能力,玉米根系特征参数中,根系总表面积、总根长和<1mm根长与土壤抗冲性均达到极显著正相关水平(P<0.01),根系总体积与土壤抗冲性达到显著正相关(P<0.05)。(3)随着根系直径的增大,各个生育期玉米单根的抗拉力都呈幂函数增大。不同时期根系平均抗拉力从大到小依次为开花期(23.67 N)>粒期(22.95)>穗期(12.45 N)>苗期(5.18 N),而且在每一径级内不同时期玉米根系的抗拉力都服从这种规律。单根抗拉强度与根系直径呈幂函数负相关关系。纤维素、综纤维素、木纤比与玉米根系的力学性质之间有较好的线性关系,具体表现为:纤维素和综纤维素与根系抗拉力呈极显著负相关(P<0.01),而木纤比与其呈极显著正相关(P<0.01),抗拉强度与木纤比呈极显著负相关(P<0.01),与纤维素和综纤维素呈极显著正相关(P<0.01)。(4)同一土层土壤粘聚力C随玉米生育期推进呈先增大后减小的趋势,均于开花期达到最大;同一生育期内,土壤粘聚力C表现出随土层加深而持续增加的分布特征;内摩擦角φ在土层和生育期方向上的变化特征与土壤粘聚力C相似,但变化幅度小于粘聚力C。与裸地相比,玉米根系的生长分布可以有效增加土壤的粘聚力C和内摩擦角φ,且这种增强效应在土壤粘聚力C上表现的更加突显。在影响土壤抗剪强度指标的因素中,土壤容重增加值和根表面积密度对土壤抗剪强度增加值具有重要影响。