文：回溯档案
编辑：回溯档案
大多数植物由两种摄取途径，即直接根摄取途径和丛枝菌根真菌（AMF）摄取途径，而大多数磷肥固定在土壤中，因为磷在低土壤pH值下强烈吸附在铁和铝阳离子，在高土壤pH值下强烈吸附到钙。
这也是磷肥使用效率低下的关键原因，因此根系结构特征和菌根菌丝的生长对于最大化P的获取非常重要，而且具有相对高表面积的根和菌根系统能够有效地利用给定体积的土壤。
Liao等完成了一系列实验，证明豆根结构与对低土壤磷含量的耐受性之间存在密切关系，相对较浅的豆根系有利于获得P，为理想的根系结构模型提供了证据。
在集约化耕地上，尚不清楚AMF P吸收途径是否对作物生产有重大贡献，这种不确定性的一个关键原因是菌根定植随着土壤磷含量的增加而减少。
然而一系列实地研究表明，许多AMF都存在着高产农田土壤中，并且AMF与相对较高的定植率有关，并明显影响作物从土壤中获取P。
涉及32P同位素证实，即使在高P含量（即20mg kg）的条件下，AMF P吸收途径也可能提供玉米植物获得的P的50%?1根据奥尔森-P方法）。
植物根系生长受土壤磷和含水量的影响，在许多植物物种中，磷缺乏会减少初级根的生长，并增加根毛和侧根的长度和密度以增加根 -土壤接触，这将增强磷的吸收和有效土壤体积的利用。
作物灌溉引起根系生长和分布的重大变化，对养分吸收和作物生长产生重要影响，并且在滴灌条件下，49%的棉花根系长度分布在土壤表面10厘米以内，而在洪水灌溉条件下，这一比例仅为31%。
关于土壤水分条件对AMF的影响仍存在一些争议，尽管大多数研究得出结论，干旱胁迫可以促进菌根真菌的生长，但至少有一项研究产生了相互矛盾的结果。
此外，其他研究表明，菌根不受水分条件的影响，但受土壤中速效P含量的影响，因此，AMF对有效土壤水分的响应是复杂的，在不同的实验条件下获得的结果各不相同，需要进一步的研究来澄清这些反应。
如今随着水资源的逐渐减少，节水灌溉方法，特别是滴灌，在中国作物生产中得到了广泛的推广，例如，在典型的干旱灌区新疆，>60%的耕地采用滴灌，且比例还在不断增加。
然而，在过去的30年里，磷肥（即作为基础肥）的施用方法没有改变，因此，最大限度地提高直接根系和AMF P吸收途径的效率以及优化磷养分输入和土壤水分条件对于确保可持续的高产棉花生产至关重要。
此外，由于滴灌能够精确管理土壤含水量，因此它代表了通过其对根系形态的影响来提高磷肥使用效率的独特选择，我们假设通过优化水分和磷管理，同时增加棉花根系和菌根的生长可以增加棉花磷的吸收。
根长和菌丝密度
在水分有限的条件下，棉花根系更长，生长到土壤剖面中更深，此外磷肥对根系伸长率的影响取决于土壤水分条件，在水源充足的土壤中，棉根最长（54.1米箱）?1）在P0.2处理下，相比之下，干旱条件下根长几乎不受磷含量的影响。
在所有土层中，水分充足的条件下菌丝密度均高于干旱条件下，菌丝密度随着磷含量的增加而降低，但变化小于不同水位引起的变化。
例如在0–10 cm土层中，在浇水充足的条件下，菌丝密度分别为19.7、19.2和18.4 m g?1，而在干旱条件下，它们分别为11.8，8.4，7.8 m g?1分别响应 P0、P0.2 和 P1 处理。
而P0、P0.2和P1处理后，水分充足和干旱条件下菌丝密度的差异显著（分别降低40.1%、52.3%和57.6%），此外，在不同处理条件下，菌丝密度随着土层深度的增加而降低。
虽然方差的双向分析揭示了极高或极低磷浓度的施肥不利于棉花根系伸长，最大根长（28 m株）?1）在P0.2处理下获得，菌丝密度随P含量的降低而增加，平均菌丝密度为12.9 mg??1P0治疗后。
相比之下，P0.2和P1处理后的菌丝密度分别降低了7%和12.3%，分别为12和11.3 m g。
而且土壤水分对棉花根系和菌丝生长的影响大于P含量，例如棉花根长和菌丝密度为23.2 m植株?1和7.1毫克?1在 W2 条件下，虽然它们是30.3 m 工厂?1和17.06米克?1在W1条件下（即分别增加了30.6%和2.4倍）。
在播后30 d根长差异主要是由于播种时施用磷肥不同，高磷浓度抑制根系伸长.施磷肥诱导棉花根系长度随时间推移与含水量相关，P0.2处理从播种后1 d开始促进W40条件下根系伸长。
W2条件下，不同磷肥对棉花根系长度的影响随水处理时间的增加呈逐渐减小的趋势，研究期末（播种后80 d）几乎没有差异。
观察根长密度和菌丝密度之间的协同关系
根长密度为0-5 m 1000 cm?3.同时，菌丝密度随根长密度的增加而增加，然后趋于稳定，最终在根长密度5 m 1000 cm处下降，考虑到菌丝生长取决于棉花植物提供的光合产物，根系生长是影响与棉花相关的AMF生长的关键因素。
棉花生长和磷吸收
在缺磷和/或水分限制的条件下，棉花根系生长相对较高，然而在P0.2和充足的水源条件下，枝条生长得最好，P摄取也观察到类似的结果。
土壤水分和磷含量的调节
分析土壤水分-P含量与棉花根长密度、菌丝密度和磷吸收的关系，确定可促进棉花根系和菌丝生长，同时最大化磷吸收的理想土壤水分和磷含量范围，需要不同的土壤水分和磷含量来最大化根长密度、菌丝密度和磷吸收量。
最佳土壤磷和含水量为13–25 mg kg?1< 23%以获得最大棉根伸长率，相比之下，当土壤P和含水量为12-24mg kg时，菌丝生长最高?1和20-30%，此外，土壤磷吸收量最大，含水量为22–37 mg kg。?1和18-24%。
土壤水分和磷含量对根长密度、菌丝密度和磷吸收的综合影响分析，揭示了同时最大化这三个主要指标的最佳土壤磷和含水量为20–25 mg kg??1和19-24%。
优化磷输入和土壤水分可以通过最大限度地提高根/菌根对磷的吸收效率来增加棉花的生长和磷吸收
尽管干旱胁迫促进了棉花根系伸长，理论上有利于P的吸收，干旱条件下棉穗P含量低于水分充足的条件下。并且暴露于W1和P0.2的植物的地上部P水平最高。
在相关性分析中表明了，随着根系延长至约28 m株，棉花磷吸收量增加?1. 根长越长，磷吸收率降低，这一观察结果与磷肥在浇水充足但非干旱条件下诱导的棉花根长变化一致。
因此，磷肥引起的增加磷吸收的根系变化仅在浇水良好的土壤中发生，在干旱胁迫的棉花植物中，第一个适应性反应涉及将光合产物从芽转移到根部，导致根系生长增加，从而增强植物吸收水分的能力，这些变化的结果是枝条生长受到抑制。
另外浇水充足的土壤可促进菌丝生长并增加棉花植物对磷的吸收，然而增加肥料的磷浓度会抑制菌丝生长，同时增加磷的吸收。
虽然菌丝密度和棉花P吸收不相关，但是菌丝生长有利于棉花P水平，在早期的研究证实，AMF仅在干旱和P缺乏条件下增加豇豆和辣椒对P的吸收。
同样在许多其他物种中，AMF定植植物在干旱条件下的P水平增强，许多作者认为这是增加抗旱性的原因，然而重要的是要注意，这些实验仅涉及轻度-中度干旱胁迫。
相比之下，在本研究中，植物在较长时间内暴露于更严重的干旱条件下，这抑制了菌根真菌的生长并降低了AMF P吸收途径的贡献，我们没有使用中度或轻度干旱处理。
尽管菌丝和根系生长对水分-P含量的响应存在一些不一致，但考虑不同水分和磷水平对根伸长、菌丝生长、磷吸收、棉花生长甚至养分投入成本的总体影响仍然很重要。
W1和P0.2条件的组合使根和菌根发育最大化，从而确保改善棉花生长和增加磷吸收。在研究期间测试的条件下，理想的土壤水分和有效磷含量分别为19-24%和20-25mg kg?1，分别。
为了进一步量化不同水分和磷条件对棉花根系AMF和P吸收的影响，确定不同水分和P处理后直接根系P吸收和AMF P吸收途径的贡献非常重要。
结论
与浇水充足的条件相比，干旱胁迫抑制了菌丝生长，此外磷肥调控的棉花根系伸长率仅在浇水充足的条件下发生，磷肥过多或过少都会抑制棉花根系伸长率。
相比之下，干旱条件下磷肥对根系伸长率基本无影响。无论土壤水分条件如何，磷对菌丝生长的影响均表现出相似的趋势（即菌丝密度随着磷含量的增加而降低），
而在水分充足的条件下，施用磷肥显著提高了棉花对磷的吸收，但P0.2和P1处理间差异无统计学意义，因此根系和菌丝生长以及棉花磷吸收响应土壤水分-P变化存在一些不一致，这也导致了土壤水分-P含量（即土壤水分和P含量为19-24%和20-25毫克千
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