Este estudio se llevó a cabo para evaluar los efectos de la aplicación combinada de agentes retenedores de agua y fertilizantes nitrogenados sobre las propiedades fisicoquímicas del suelo, las comunidades bacterianas y el crecimiento de raíces bajo el modo de siembra de trigo de invierno en el área de Guanzhong de la provincia de Shaanxi. Basándose en el experimento de posicionamiento de cultivos de secano en el área de suelo loessal de la provincia de Shaanxi, se establecieron cuatro tratamientos utilizando el método de labranza de subsolado + labranza rotativa y devolución de paja: solo fertilización (U), solo agente retenedor de agua poliacrilato de sodio (CHNaO) (S), uso combinado de agente retenedor de agua poliacrilato de sodio (CHNaO) y fertilizante (US), y grupo de control CK (sin tratamiento). La secuenciación ultrarrápida de genes de ARNr 16S de bacterias del suelo se realizó mediante la plataforma Illumina Hiseq, y se analizaron los efectos de diferentes medidas de labranza en la diversidad bacteriana del suelo y la estructura de la comunidad. Además, se evaluaron los efectos de estas medidas de labranza en las propiedades fisicoquímicas del suelo y la densidad de longitud de raíces de trigo de invierno en las etapas de espigado y floración. Los resultados indicaron que la combinación del agente retenedor de agua y el fertilizante aumentó notablemente los contenidos de nitrógeno amoniacal, fósforo disponible y potasio disponible en la capa de suelo de 0 a 20 cm, incrementó significativamente el contenido de humedad del suelo y promovió el crecimiento profundo de las raíces. La densidad de longitud de raíces fue 4,70 veces mayor que la del grupo de control en la etapa de espigado. Además, la aplicación combinada alivió la disminución en la diversidad microbiana del suelo causada por la fertilización individual, aumentando especialmente significativamente la abundancia de Gemmatimonadetes, Acidobacteria y Planctomycetes en la capa de suelo de 0 a 10 cm. Este estudio revela el potencial del uso combinado de agentes retenedores de agua y fertilizantes para optimizar el ambiente del suelo y aumentar el rendimiento de trigo de invierno, lo que proporciona una base científica para mejorar las prácticas agrícolas locales.