东北黑土区属于雨养农业，大气降水是土壤水分的主要来源，大气降水的强度和频率是影响水分在剖面分布的重要因素。以中国科学院海伦农田生态系统野外科学观测研究站内水分平衡观测场的自然降水条件下的0～170 cm土体为研究对象(三次重复)，2011～2016年的每年5月25日～9月10日利用中子仪测定0～170 cm土层土壤含水量，其中0～10 cm、10～20 cm和160～170 cm土层深度间隔10 cm，40～160 cm间隔为20 cm。研究结果表明:观测期内64.35%以上的降水发生在7月5日～8月20日，0～170 cm不同土层的平均含水量在24.71%～37.23%之间(体积含水量)，随着剖面深度的增加不同深度土层间土壤含水量差异逐渐减弱；受降水、地面蒸发和作物耗水的影响，土壤含水量变化最大的层次为0～10 cm土层。当单次降水量达到178.20 mm时，0～170 cm各层土壤含水量均增加，但49.30%的降水储存在0～40 cm土层；而在作物生长季节持续15 d无降水时，0～170 cm各层次土壤水分均呈亏缺状态，其中消耗水量的47.38%～58.80%来自0～40 cm土层。因此，东北黑土区农田0～40 cm土层对于容纳大气降水、满足作物需水具有重要作用，应通过耕作和有机物料还田等措施进一步改善这一土层土壤物理性质以增强其蓄水、保水和供水的能力。