摘要
为了探索棉花根系生长、形态特征及养分效率与磷肥滴施的匹配规律，以‘新陆早 63 号’为研究对象，设置不施磷肥（CK），基施磷酸一铵（PB）、滴施磷酸一铵（PD）、滴施磷酸一铵 + 聚谷氨酸（PDS1）、滴施磷酸一铵 + 微生物菌剂（PDS2）5 个处理的盆栽试验，分析比较磷肥施用方式对棉花根系形态特征和磷肥有效性的影响。结果表明：与 CK 处理相比，施磷减少了棉花中根（根平均直径 0.2 ～ 0.4 mm）、粗根（根平均直径大于 0.4 mm）的根长和根表面积，增加了细根（根平均直径小于 0.2 mm）的根长和根表面积。苗期，PB 处理较 CK 处理总根长显著提高了 26.28%；与 PB 处理相比，PD 处理根体积显著提高了 43.07%；在滴施条件下，根系参数均呈现 PDS1>PDS2>PD 的规律。蕾期，与 CK 处理相比，PB 处理总根长、根表面积、根体积分别显著提高了 31.14%、62.55%、176.66%；在滴施条件下，与 PD 处理相比，PDS1 处理总根长、根表面积、根体积分别显著提高了 26.05%、37.76%、16.98%。花铃期，与 CK 处理相比，PB 处理的棉花总根长、根表面积、根体积和根直径分别提高了 5.61%、10.04%、39.09% 和 10.57%。与 PB 处理相比，PDS1 处理总根长显著提高了 20.31%，PDS2 处理根表面积显著提高了 34.10%，在滴施条件下，PDS2 处理较 PD 处理总根长和根表面积分别显著提高了 18.49% 和 33.33%。与 CK 处理相比，PDS1、PDS2 处理在作物生育后期（蕾期和花铃期）显著增加了棉花细根根长和根表面积。各施磷处理土壤有效磷含量在苗期和蕾期均显著高于 CK 处理，整体上随生育期的递进呈增加趋势。苗期和蕾期棉花磷肥利用率与总根长呈显著正相关，花铃期磷肥利用率与总根长、根表面积和根体积均呈显著正相关。总体上，磷肥滴施配加微生物菌剂能促进棉花根系生长，进而促进磷素的吸收与利用。
Abstract
In order to explore the matching rule of cotton root growth，morphological characteristics and nutrient efficiency with phosphate fertilizer drip application，a pot experiment was conducted with‘Xinluzao 63’cotton as the research object. Five treatments were set up，including no phosphate fertilizer（CK），basal application of ammonium phosphate（PB）， drip application of ammonium phosphate（PD），drip application of ammonium phosphate+polyglutamic acid（PDS1）， and drip application of ammonium phosphate+microbial agent（PDS2）. The effects of phosphate application methods on root morphological characteristics and phosphate effectiveness of cotton were analyzed and compared. The results showed that，compared with CK treatment，the root length and root surface area of medium root（mean diameter 0.2-0.4 mm）and coarse root（mean diameter greater than 0.4 mm）were reduced by phosphorus application，while those of fine root（mean diameter less than 0.2 mm）were increased. At seedling stage，the total root length of PB treatment was significantly increased by 26.28%，compared with CK treatment. Compared with PB treatment，the root volume of PD treatment was significantly increased by 43.07%. Under the drip application conditions，the root parameters showed a pattern of PDS1>PDS2>PD. At bud stage，compared with CK treatment，total root length，root surface area and root volume of PB treatment were significantly increased by 31.14%，62.55% and 176.66%，respectively. Compared with PD treatment，the total root length，root surface area and root volume of PDS1 treatment were significantly increased by 26.05%，37.76% and 16.98%， respectively. In flowering and bud stage，compared with CK treament，total root length，root surface area，root volume and root diameter of cotton treated with PB treatment increased by 5.61%，10.04%，39.09% and 10.57%，respectively. Compared with PB treatment，the total root length of PDS1 treatment was significantly increased by 20.31%，and the root surface area of PDS2 treatment was significantly increased by 34.10%. Under the conditions of drop application，the total root length and root surface area of PDS2 treatment were significantly increased by 18.49% and 33.33%，respectively，compared with PD treatment. Compared with CK treatment，PDS1 and PDS2 treatments significantly increased the fine root length and root surface area of cotton in the later stages of crop growth（bud stage and bud stage）. The available phosphorus content in the soil of each phosphorus application treatment was significantly higher than that of the CK treatment during the seedling and bud stages，and overall showed an increasing trend with the progression of the growth period. The utilization rate of phosphorus fertilizer in cotton during the seedling and bud stages was significantly positively correlated with total root length， while the utilization rate of phosphorus fertilizer during the flowering and bud stages was significantly positively correlated with total root length，root surface area，and root volume. Overall，the drip application of phosphorus fertilizer combined with microbial agents could promote the growth of cotton roots，thereby promoting phosphorus absorption and utilization.
磷是作物生长发育的“粮食”，是植物必需的营养元素之一[1]，但磷在土壤中存在难以移动以及易被固定的特性，导致磷肥进入土壤后不易被作物吸收利用。磷肥“4R”施用技术（合理磷肥品种、用量、时间、位置）是提高磷肥利用效率的途径，其中磷肥施用方式是该技术的核心环节[2-3]。传统的施肥方式是磷肥一次性基施，将大量磷肥投入土壤，虽能快速提高土壤供磷强度，但由于作物前期吸磷能力不强且需求量少以及土壤中存在大量的阳离子[4]，进行一系列反应后，易生成 Ca8-P、O-P 和 Ca10-P 等难溶的无机磷[5-6]，从而降低磷肥当季利用效率（仅为 15%～20%）[7]。水磷一体化技术被认为是提高磷肥利用效率的有效方式之一，通过水肥一体化技术，可以对棉花定向、定量施肥，肥料直接作用到作物本身，减少肥料的浪费，肥料利用率提高 1 倍以上[8]。研究表明，随水滴施液体磷酸一铵可显著提高石灰性土壤磷素有效性[9]，王静等[10]发现在滴灌条件下，施加液体磷肥可提高磷在土壤中的移动性和有效性，减少磷的固定转化，显著改善玉米磷素营养，并明显提高磷肥利用率。但前人研究多从单一的磷肥种类和磷肥用量等方面进行磷肥有效性的研究，而对水肥一体化下磷肥结合氨基酸和微生物菌剂对棉花生物学互作效应的研究还有待深入开展。
根系作为最活跃的地下营养器官，发挥着吸收水分和养分的作用[11]。周慧颖等[12]指出，不同根构型的植物根系在土壤中的分布位置以及与土壤的接触面积均不同，进而会影响植物对养分的吸收利用效率。磷因移动弱易被固定，致使根系与磷的互作研究成为当前的热点。磷胁迫促进植物侧根促生、根毛形成以及根构型的改变，一些磷高效基因型作物根系形态学表现为根系发达、细长、根毛多、根冠比大、根系总吸收面积和活跃吸收面积大等特点，增加了与土体的接触面积，从而提高磷素吸收利用效率[13-14]。廖红等[15] 研究发现磷是大豆根系形态重塑的主要影响因子，证实了菜豆“深根吸水、浅根吸磷”的伞状根构型是菜豆磷效率的理想根构型。严小龙等[16]研究表明，水稻不定根及次生侧根适当分散、均匀分布，形成多数根留在表层吸磷的“须状”根构型是水稻磷效率的理想根构型。Lynch 等[17] 报道作物磷效率理想根构型具有根系浅层分布、根长密度大、细根占比大、侧根发达、根毛多、比根长大的特点。然而，这些研究基本上集中在磷肥均匀基施、分层基施、局部施用的培养试验中，水磷一体化下作物根系对磷的响应研究还少有报道。
新疆是我国重要的商品棉基地，2023 年棉花播种面积占全国的 81.8%，总产量占全国的 92.4%[18-19]。磷素是棉花优质高产的第二限制因子。新疆棉花磷肥高效利用也备受关注，对磷肥种类、磷肥用量、施用方式以及棉花高效利用的生物学互作方面也开展了大量研究。马丹等[20]通过设置不同的磷肥种类，发现磷酸一铵和磷酸脲处理的土壤有效磷含量高于重过磷酸钙处理。黄伟等[21]研究发现，在施磷 150 kg/ hm2 时，最有利于磷素养分的吸收，能保持较高磷肥利用率（10.2%）。江席亮[22]提出适当调整磷肥基追比显著影响了土壤中磷的有效性，其中以聚磷酸铵处理在基追比例为 1∶1 策略下 0～20 cm 土层有效磷含量最高。龚会蝶等[23]研究发现，磷肥作基施处理下 0～20 cm 土层土壤有效磷含量随时间显著降低；磷肥作滴施处理下 5～10 cm 土层土壤有效磷含量随时间呈增长趋势。彭懿等[24]研究发现，选择磷酸一铵在棉花蕾期和花铃期集中施用，配合启动肥（出苗水滴施磷酸一铵与硫酸铵）以及蕾期、花铃期追施硫酸铵进行根际调控，可大幅度提高磷肥效率。王俊铎等[25]研究发现，T 微生物菌剂（菌临天下）处理能够有效改善土壤理化性质，土壤有效磷含量平均为 52.98 mg/kg，较常规施肥增加了 33.30%。另外，水磷一体化是提高新疆膜下滴灌棉花磷肥利用效率的一种有效举措，尹飞虎等[26]、杨国江等[27]、刘少华等[28]研究表明，水磷一体化下能提高 0～15 cm 土层有效磷含量，提高棉花磷素吸收，增加棉花产量。刘少华[29]进一步探讨了水磷一体化下不同滴灌磷肥品种对棉花根系的调节，侧带下聚磷酸铵处理增加了 0～20 cm 土层棉花根系密度。基于前人的施肥理论，改变传统的施磷方式，选用合适的磷肥种类及用量，调整磷肥基追比，则能够很大程度提高潜在磷肥利用效率。以往前人研究多集中于磷肥用量、品种、比例及磷素土壤过程的方面，而随水滴施磷肥的水肥互作效应以及生物学作用均未能充分发挥，依然存在亟须解决的问题。目前，水磷一体化下磷肥滴施以及与增效剂相结合调控棉花生物学特性（根系形态构型）和促进棉花磷素吸收的研究还少有报道，因此，本研究针对膜下滴灌棉花磷肥施用技术和生物学机制不明的科学问题，以新疆棉花为研究对象，设置不同的施磷方式与增效剂配施处理，探索不同施磷方式对棉花根系形态特征、土壤磷素有效性和棉花磷素吸收的影响，建立膜下滴灌棉花最佳的磷肥施用技术，揭示水磷一体化下棉花高效吸收的生物学机制，为膜下滴灌棉田磷肥的合理施用提供理论支撑。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试棉花品种为‘新陆早 63 号’，供试土壤采自昌吉回族自治州二六工大田，土壤类型为灰漠土。土壤基本理化性质为 pH 7.63、电导率 356.3 μS/cm、有机质 14.2 g/kg、碱解氮 18.0 mg/kg、有效磷 14.1 mg/kg、速效钾 359 mg/kg。供试肥料：磷肥为磷酸一铵（N 12% 和 P2O5 60%），氮肥为尿素 （N 46%），钾肥为硫酸钾（K2O 50%）。
1.2 试验设计
选取大小、饱满程度一致的棉花种子，使用过氧化氢（10%）表面杀菌消毒 10 min 后，用去离子水冲洗 5～6 次直至将表面残留的过氧化氢洗净，再用去离子水浸泡 7 h 左右，待种子吸水膨胀后放入去离子水湿润的滤纸中，在 28℃黑暗培养箱中催芽，种子露白尖后，挑选露白一致的种子转移至盆中培养。室内温度为（25±5）℃，每天有 8～10 h 光照。采用培养盆规格定为直径 30 cm、高度 30 cm，使用前用稀盐酸消毒、冲洗、晾干。去除土壤中石砾、植物残渣、地膜等杂物，风干并过 5 mm 筛。添加养分与 8 kg 土壤混合良好，并装入试验盆中。滴灌系统模拟滴灌的方式灌水，滴灌流速控制为 1 L/ h，以每 5 d 灌溉 2 h 计，共灌水 12 次。肥料完全溶解之后，盛入滴灌装置，通过滴管从滴头匀速施入土壤，滴头的流速要密切监视以保持土壤水分恒定。
设不施磷肥对照（CK），基施磷酸一铵 （PB）、基施 + 滴施磷酸一铵（PD）、基施 + 滴施磷酸一铵和聚谷氨酸（PDS1）、基施 + 滴施磷酸一铵和微生物菌剂（“菌胖蛋”功能性微生物菌剂，新疆格润绿色农业科技有限公司生产）（PDS2）5 个不同的施肥处理。每个处理 15 次重复，共计 75 盆，每盆种植棉花 2 株。于棉花定苗后第 20 d 开始施肥，施肥按氮肥用量为 N 300 kg/hm2，磷肥用量为 P2O5 100 kg/hm2，钾肥用量为 K2O 75 kg/hm2 进行，盆栽条件下实际施用 N 1067 mg/ 盆、P2O5 356 mg/ 盆、K2O 267 mg/ 盆。氮肥以 40% 作为基肥一次性施用，棉花蕾期和花期分别滴施 30%；磷肥和聚谷氨酸、微生物菌剂施肥方式为 50% 基施，蕾期和花期各滴施 25%；钾肥作基肥一次性施用。
1.3 性状指标的调查测定
1.3.1 取样与测定方法
在棉花生育时期的苗期、蕾期和花铃期分别取样，各处理各时期采集有代表性长势均匀的 3 盆棉花。将棉株分为地上部分与根系，地上部分按照茎、叶、壳、籽粒等器官分别装入信封中，于 105℃杀青 30 min，75℃烘干称重，经粉碎后备用。地下部分先将根部挖出，采用“抖根法”，将根际的土壤轻轻抖落装入自封袋，经自然风干后测定根际土壤有效磷含量，再将肉眼可见的根系挑选并放入自封袋中保存。待做根系分析时，将根系挑出，用去离子水将根冲洗干净。根系利用 LA-S 根系图像分析仪扫描成 300 dpi 图像，然后用 Win Rhizo （Regent Instruments，2001）分析得到根长、平均直径、根表面积和根体积等参数，其中依据平均直径大小分为细根（小于 0.2 mm）、中根（0.2～0.4 mm）和粗根（大于 0.4 mm）[30]。
土壤 pH 和电导率分别用 pH 计和电导率仪进行测定，土壤有效磷含量采用 0.5 mol/L 碳酸氢钠浸提，钒钼蓝比色法测定，土壤有机质含量用重铬酸钾-浓硫酸外加热法测定，植株磷含量用硫酸和过氧化氢消煮后进行钒钼黄比色法测定。
1.3.2 参数计算
参照张福锁等[31]对氮肥利用效率的计算，定义磷肥利用效率指标磷肥利用率：
磷肥利用率（%）=（施磷区棉花吸磷总量-不施磷区棉花吸磷总量）/ 施磷量 ×100。
1.4 数据处理与分析
试验数据的处理采用 Excel 2017 整理，用 SPSS 19.0 进行方差分析及 Duncan 法多重比较 （P<0.05），利用 Origin 2021 绘图。
2 结果与分析
2.1 磷肥施用方式对棉花根系形态的影响
2.1.1 磷肥施用方式对苗期棉花根系形态的影响
图1表明，施磷方式对棉花根系总根长和根体积有显著影响（P<0.05）。与 CK 处理相比，PB 处理总根长和根体积分别显著提高了 26.28% 和 38.09%（P<0.05）；根表面积和根平均直径分别提高了 18.43% 和 9.44%。与 PB 处理相比，PD 和 PDS1 处理根体积显著提高了 80.95%～90.74% （P<0.05）；根表面积和根平均直径分别提高了 18.50%～27.20% 和 18.18%～24.45%。在滴施条件下，PDS1 处理较 PD 处理总根长、根表面积、根体积和根平均直径分别提高了 3.65%、7.34%、 5.26% 和 6.15%。
由表1可知，施磷方式对棉花不同直径范围总根长、根表面积和根体积的影响存在差异。施磷方式对细根根长和不同直径根体积均有显著影响 （P<0.05）。施磷减少了棉花中根、粗根的根长、根表面积比例，增加了细根的根长、根表面积比例； 减少了细根、粗根的根体积比例，增加了中根根体积比例。与 CK 处理相比，PB 处理细根根长和粗根根长分别显著提高了 26.48% 和 31.19%（P<0.05）。与 PB 处理相比，PD、PDS1、PDS2 处理中根根体积显著提高了 45.45%～54.54%，PDS1 处理的粗根根体积显著提高了 57.14%（P<0.05）。
2.1.2 磷肥施用方式对花蕾期棉花根系形态的影响
图2表明，与 CK 处理相比，PB 处理总根长、根表面积、根体积分别显著提高了 31.14%、62.55%、 176.66%（P<0.05），根平均直径提高了 15.45%。与 PB 处理相比，PDS1 处理总根长和根平均直径分别提高了 9.58% 和 13.37%，PD 处理根平均直径提高了 5.19%，PDS2 处理根平均直径显著提高了 25.40% （P<0.05）。与 PD 处理相比，PDS1 处理总根长和根表面积分别显著提高了 26.05% 和 27.85%（P<0.05）；根体积和根平均直径分别提高了 15.09% 和 7.89%。
图1施磷方式对苗期棉花根系参数的影响
注：柱上不同小写字母表示不同处理间的显著性差异，显著水平 P<0.05。下同。
表1施磷方式对苗期棉花不同直径范围内根系参数的影响
注：表中数据后不同小写字母表示不同处理间的显著性差异，显著水平 P<0.05。下同。
图2施磷方式对蕾期棉花根系参数的影响
由表2可知，蕾期棉花不同直径范围根长、根表面积和根体积对施磷的响应存在差异。施磷方式对棉花中根根长、细根根表面积和中根、粗根根体积均有显著影响（P<0.05）。不同直径范围内，根长和根表面积均呈现细根 >中根 >粗根的规律，而根体积则呈现中根 >细根 >粗根的规律。与 CK 处理相比，PB 处理细根、中根、粗根根长、细根根表面积、中根、粗根根体积分别显著增加了 24.73%、101.99%、62.96%、 61.80%、285.71%、50.00%（P<0.05）。与 PB 处理相比，PDS1 处理细根、中根和粗根长分别提高了 9.83%、 11.42 和 3.62%；PDS1 处理中根和粗根根表面积分别提高了 26.76% 和 6.70%。与 PD 处理相比，PDS1 处理细根和中根根长分别显著提高了 23.42% 和 55.79% （P<0.05）；中根根表面积显著提高了 109.23%（P<0.05）。
表2施磷方式对蕾期棉花不同直径范围内根系参数的影响
2.1.3 磷肥施用方式对花铃期棉花根系形态的影响
图3表明，不同施磷处理对棉花根体积有显著影响（P<0.05），对总根长、根表面积和根平均直径无显著性影响。棉花总根长、根表面积和根体积对施磷处理的响应表现出相似的趋势。与 CK 处理相比，PB 处理总根长、根表面积、根体积和根平均直径分别提高了 5.61%、10.04%、39.09% 和 11.62%。与 PB 处理相比，PD 和 PDS1 处理总根长提高了 1.52%～5.11%；PDS2 处理总根长显著提高了 20.31%（P<0.05）；PD 和 PDS1 处理根表面积提高了 0.96%～5.50%，PDS2 处理根表面积显著提高了 34.10%（P<0.05）；PD、PDS1 和 PDS2 处理根体积提高了 5.30%～15.92%；PD、PDS1 和 PDS2 处理根平均直径提高了 5.50%～27.08%。在滴施条件下，PDS2 处理较 PD 处理总根长和根表面积分别显著提高了 18.49% 和 33.33%（P<0.05），PDS2 处理较 PDS1 处理总根长、根体积分别提高了 14.45% 和 4.80%；根表面积显著提高了 27.10%（P<0.05）。
图3施磷方式对花铃期棉花根系参数的影响
由表3可知，不同施磷处理对花铃期棉花不同直径范围内的细根根长和根表面积存在显著性影响（P<0.05），但中根、粗根根长、根表面积和不同直径根体积无显著影响。施磷减少了棉花中根、粗根的根长比例，增加了细根的根长比例；减少了细根、中根的根表面积和根体积比例，增加了粗根的根表面积和根体积比例。不同直径范围内，根长呈现出细根 >中根 >粗根的规律，根表面积的表现是粗根 >细根 >中根，根体积表现是粗根 >中根≈细根。与 CK 处理相比，PB 处理细根、中根和粗根根长分别提高了 4.53%、11.22% 和 6.58%； 细根、中根和粗根根表面积分别提高了 5.96%、 9.28% 和 13.63%；细根、中根和粗根根体积分别提高了 22.22%、15.78% 和 55.55%。与 PB 处理相比， PDS2 处理细根、粗根根长和细根根表面积分别显著提高了 19.8%、27.06% 和 47.37%（P<0.05）。在滴施条件下，PDS2 处理与 PD 和 PDS1 处理相比，粗根根长分别显著提高了 30.92% 和 29.53%（P<0.05）； 细根根表面积分别显著提高了 46.91% 和 38.41% （P<0.05）。
表3施磷方式对花铃期棉花不同直径范围内根系参数的影响
2.2 磷肥施用方式对土壤磷素有效性的影响
图4表明，在作物整个生育期内，各施磷处理土壤有效磷含量整体上呈逐渐增加的趋势。在苗期，各施磷处理土壤有效磷含量均显著高于 CK 处理（P<0.05）。与 CK 处理相比，PB 处理土壤有效磷含量在苗期和蕾期分别显著提高了 18.72% 和 28.90% （P<0.05）；在花铃期提高了 7.34%。与 PB 处理相比， PDS2 处理土壤有效磷含量在蕾期提高了 13.14%，在花铃期显著提高了 42.28%（P<0.05）；PD 和 PDS1 处理分别提高了 1.38% 和 20.80%。磷肥滴施条件下，PDS2 处理较 PD 处理土壤有效磷含量在蕾期和花铃期分别显著提高了 23.61%和 40.34%（ P<0.05）。
2.3 磷肥施用方式对棉花磷素积累的影响
2.3.1 磷肥施用方式对棉花地下部磷素累积量的影响
图5表明，施磷对苗期和花铃期棉花地下部磷素累积量有一定影响。在苗期，PB 处理的磷素累积量与 CK 处理达显著性差异（P<0.05），比 CK 处理显著提高了 90.65%。与 PB 处理相比，在花铃期，PD 处理提高了 14.13%，PDS1 和 PDS2 处理分别显著提高了 35.59% 和 44.56%（P<0.05）。磷肥滴施处理地下部磷素累积量均随生育期的推进而增加，且在花铃期地下部磷素累积量达最大值（3.31～5.68 mg/ 株）。
图4施磷方式对棉花不同生育期土壤有效磷含量的变化
图5不同施磷方式下棉花地下部磷素累积量
2.3.2 磷肥施用方式对棉花地上部磷素累积量的影响
图6表明，施磷促进棉花地上部磷素的积累尤其显著影响花铃期棉花地上部磷素积累（P<0.05）。与 CK 处理相比，PB 处理地上部磷素累积量在苗期显著提高了 62.13%（P<0.05），在蕾期和花铃期分别提高了 38.77% 和 21.27%。与 PB 处理相比，PDS1 处理地上部磷素累积量在蕾期提高了 17.57%，在花铃期显著提高了 34.98%（P<0.05）；PD 处理地上部磷素累积量在花铃期提高了 18.24%；PDS2 处理地上部磷素累积量在蕾期和花铃期分别显著提高了 49.57% 和 38.81%（P<0.05）。在滴施条件下，PDS2 处理地上部磷素累积量在蕾期较 PD 显著提高了 57.44% （P<0.05）。PDS1 和 PDS2 处理地上部磷素累积量在花铃期较 PD 处理分别提高了 13.67% 和 16.91%。
2.4 各时期棉花根系参数与磷肥利用效率的相关性分析
图7表明，苗期，磷肥利用效率与粗根根长和总根长呈显著正相关，总根长与根表面积呈显著正相关，根平均直径与根表面积和根体积呈显著正相关。蕾期，磷肥利用效率与粗根根长和总根长呈显著正相关，根平均直径与根表面积和根体积呈显著正相关，根表面积与根体积呈显著正相关。花铃期，磷肥利用效率与细根根长、总根长、根表面积、根体积呈显著正相关，根表面积与根体积呈显著正相关，根长与根表面积呈极显著正相关。
图6不同施磷方式下棉花地上部磷素累积量
图7不同时期处理下苗期（a）、花蕾期（b）、花铃期（c）的棉花根系参数与磷肥利用效率的关系
注：FR：细根根长；MR：中根根长；TR：粗根根长；RL：总根长；RS：根表面积；RV：根体积；RD：根平均直径；REP：磷肥利用效率。* 和 ** 分别表示相关性达显著水平（P<0.05）和极显著水平（P<0.001）。
3 讨论
3.1 磷肥施用方式对棉花根系形态的影响
根系具有很强的可塑性，磷素是调控根系形态构型变化的重要因子。杨启睿等[32]研究发现，与不施磷相比，施磷（0～90 kg/hm2）增加了花生总根长（48.50%）、总根平均直径（16.25%）、总根表面积（37.80%）和根体积（21.88%）。陈波浪等[33] 研究发现，低磷胁迫时，棉花‘新海 18 号’总根长、根总表面积和根总体积分别增加 36.0%、 145.7% 和 96.9%。本试验显示，苗期，棉花细根根长相较于不施磷提高了 18.64%～26.48%，这与张炎等[34]在不同施磷量对棉苗根系形态的影响研究一致，其主要原因是施磷能刺激棉花根系，使根系变长变细，从而有利于根系对营养元素的吸收。本研究还显示，在苗期和蕾期，磷肥利用效率与粗根根长呈现显著正相关，说明提高粗根根长有利于棉花根系构建，增强根系对养分的运输能力，促进作物养分利用效率，这与 Montagnoli 等[35]的研究一致。前人在棉花、大麦和大豆等[36-38]作物的研究中显示，总根长、根表面积、根体积、不同直径范围内根长、根表面积等根系参数对棉花磷素吸收具有重要作用，适量供磷强度可减少中根、粗根占比，相应增加细根比例，进而促进作物磷素吸收效率。本研究发现，与不施磷相比，在苗期和蕾期，磷肥基施显著增加了总根长（26.28%～31.15%）、根体积（24.18%～176.66%）、细根根长（24.73%～26.48%）、粗根根长（62.96%～30.95%），说明在一定供磷条件下，土壤中的养分对根系形态有直接的影响，棉花总根长、根表面积和磷素吸收量均会增加[39]。相较于磷肥基施，磷肥滴施 PD 处理显著增加了总根体积（46.15%），显著减少了粗根根长（18.15%）。因此，可以通过合理的水肥施用配施增效剂来优化根系性状，以提高磷肥利用率。本研究表明，在滴施条件下，蕾期，磷肥配增效剂较磷肥滴施显著增加总根长、根表面积（18.50% 和 32.82%）、细根和中根根长 （23.42%～55.79%）。花铃期，显著增加了细根和粗根根长（18.86%～25.56%）及细根根表面积 （46.69%）。综上所述，在不同的磷肥施用方式下，磷肥滴施配加增效剂会进一步改善根系形态，拥有较好的根系形态学参数，能够更有效地满足自身对磷肥的需求。
3.2 磷肥施用方式对棉花磷素有效性的影响
施磷方式对土壤有效磷含量有显著影响。王珍等[40]研究发现磷肥随水少量多次滴施能够提高土壤有效磷含量。与 CK 处理相比，施磷处理土壤有效磷含量 3 个生育期内均高于 CK 处理，且在苗期和蕾期均显著高于 CK 处理，说明施用磷肥后可以有效改善土壤物理环境，促进养分循环，从而提高土壤有效磷含量[41]。本研究发现，在苗期，磷肥基施土壤有效磷含量高于磷肥滴施，在棉花生育后期（蕾期和花铃期）则表现为磷肥滴施土壤有效磷含量高于基施处理，其中磷肥滴施结合增效剂处理（PDS1 和 PDS2 处理）土壤有效磷在花铃期增加尤为明显。其原因是苗期基施供磷强度是滴施磷肥的 2 倍，从而提升土壤有效磷的含量，而滴施处理分别在蕾期和花铃期补加了有效供磷强度，为植物持续提供磷素，最终增加了土壤有效磷的含量。这与张国桥等[42]的研究结果一致，即在玉米生育前期，磷肥基施处理施磷量占总施磷量的比例高于磷肥滴施处理，致使生育前期基施处理的磷素供给量大，土壤有效磷含量高，玉米生物量和磷素吸收量均高于滴施处理，而在玉米生育后期，滴施处理磷肥 100% 施用后，滴施处理土壤有效磷明显高于基施处理。本试验中，在作物生育后期，土壤有效磷含量表现为 PDS2>PDS1>PD>PB>CK，且 PDS2 处理与 PDS1 处理的差异达显著水平 （图4），造成以上结果的原因可能与缓释肥原理相似，分次施肥，养分的释放会持续较长的时间，一段时间后达峰值。综上所述，磷肥滴施尤其是与聚谷氨酸、微生物菌剂等增效剂配施能有效分配供磷强度，提高棉花关键时期土壤磷素有效性，从而提高磷肥利用效率。
3.3 磷肥施用方式对棉花磷素吸收积累的影响
磷素合理的施用方式可促进作物磷素积累[43]。本试验表明，从苗期至花铃期，地上部各施磷处理磷素累积量的增加速率明显高于地下部。在作物生育期内，磷肥基施处理地上部和地下部磷素累积量均高于不施磷处理。苗期和蕾期，与 CK 处理相比，磷肥基施地上部和地下部磷素累积量显著提高了 62.13%～90.65%，说明施磷促进了整株作物的磷素吸收积累。在蕾期至花铃期，磷肥滴施处理 （PDS1、PDS2 处理）地上部磷素累积量增加速率明显高于磷肥基施处理，在花铃期，与磷肥基施相比，磷肥滴施处理（PDS1、PDS2 处理）地上部磷素累积量分别显著提高了 35.59% 和 44.56%，说明随水施肥技术可以明显提高磷素积累，对地上部和地下部磷素累积量均有一定影响。在滴施条件下， PDS2 处理地上部和地下部磷素累积量增加尤为明显，说明棉花磷素含量受施磷方式的调控[41]。各施磷处理磷素累积量整体随着生育期的推进逐渐增加，且在花铃期达最大值。相关研究表明，施用磷肥可提高植物磷素累积量，且磷素累积量随作物生育期的推进逐渐增加[44-46]。本试验表明，配施微生物菌剂显著优于单滴磷肥。这与作物后期对磷素营养的需求吻合，能有效促进作物对磷的吸收，因此，能很好地满足棉花需磷高峰期对磷素营养需求。综上所述，磷肥随水滴施配合增效剂对生育后期棉花磷素累积有促进作用，为棉花稳铃增铃促产提供磷素支撑。
4 结论
与 CK 处理相比，磷肥基施显著增加了细根根长和根体积（24.73%～176.66%），提高了土壤有效磷的含量（7.33%～28.90%），也提高了地上部磷素积累量（21.27%～63.12%）和地下部磷素累积量（2.11%～90.65%）。与磷肥基施相比，磷肥滴施显著提高了中根根体积（45.45%），提高了地上部和地下部磷素累积量（18.24% 和 14.13%）。在滴施条件下，磷酸一铵结合聚谷氨酸显著提高了总根长和根表面积（26.05% 和 27.85%）、细根和中根根长（23.42% 和 55.79%）、中根根表面积 （109.23%），也提高了土壤有效磷含量（5.81%～19.16%）、地上部和地下部磷素累积量（3.74%～23.95% 和 16.66%～18.80%）； 磷酸一铵结合微生物菌剂显著提高了总根长和根表面积（18.49% 和 33.33%）、细根根表面积（46.91%）、土壤有效磷含量（23.61% 和 40.34%）、地上部和地下部磷素累积量（7.40%～26.66% 和 16.91%～57.77%）。综上所述，磷酸一铵结合微生物菌剂的施用表现最优，其细根根表面积显著增加并且显著提高了土壤有效磷的含量，进而促进棉花磷吸收，同时磷肥利用率也最高。