Cómo mejorar la utilización del agua y los nutrientes es un tema de investigación importante en terrenos en pendiente en áreas semiáridas y de secano. En este estudio, se estudiaron los cambios espaciales de la humedad del suelo, los nutrientes y las raíces bajo diferentes modos de labranza, así como el mecanismo de utilización eficiente de la humedad del suelo y los nutrientes del maíz de secano en tres tratamientos de acolchado (sin cobertura superficial, película en caballones y acolchado de paja y película en caballones) y dos tratamientos de pendiente (pendiente de 5 grados y pendiente de 10 grados) en terrenos en pendiente en la Estación de Observación y Experimentación del Medio Ambiente Agrícola Nacional Fuxin en China a través de una simulación de microzonas y un experimento de posicionamiento a largo plazo. Los resultados indicaron que el acolchado con película en caballones y la siembra en surcos mejoran significativamente la eficiencia en el uso del agua y la productividad parcial de las plantas en terrenos en pendiente, con aumentos máximos del 51,33% y 45,05%. Al analizar la relación coordinada entre el agua, los nutrientes y las raíces, se encontró que la tecnología de siembra en surcos con película en caballones puede afectar significativamente la distribución espacial del agua, los nutrientes y las raíces en diferentes capas del suelo, y mejora el coeficiente efectivo del agua y los nutrientes del suelo. El coeficiente efectivo del tratamiento con película en caballones y paja fue de 2,53, mientras que el valor promedio del coeficiente efectivo del tratamiento con película en caballones fue de 1,39. Un análisis adicional encontró que el grado de consistencia entre el sistema de raíces, el agua y el centro de gravedad de los nutrientes estaba altamente correlacionado con los coeficientes efectivos del agua y los nutrientes. El análisis del mapa de radar visual reveló que el desarrollo de las raíces limita la disponibilidad de mejora en la utilización eficiente del agua y los nutrientes en el suelo. Promover los indicadores de desarrollo de raíces y la distribución espacial de raíces a través del acolchado con película en caballones fue una forma efectiva de mejorar la utilización eficiente del agua y los nutrientes del maíz. El acolchado con película en caballones promovió el índice de desarrollo de raíces y la distribución espacial de raíces, mejorando así la utilización eficiente del agua y los nutrientes en el maíz. En general, la clasificación del efecto de regulación fue la siguiente: acolchado con película en caballones y paja > acolchado con película en caballones > sin acolchado, y pendiente de 5 grados > pendiente de 10 grados. Esta investigación proporcionó una base teórica para mejorar la eficiencia en el uso del agua y los nutrientes en terrenos en pendiente.