磷肥是不可再生的矿产资源,是农业生产中不可缺少的矿质营养之一,还是农作物主要的磷素来源。棉花在世界农业生产中占有重要地位,而我国磷矿资源相对短缺,磷肥多依赖进口,有限的磷资源成为我国部分区域棉花产业发展重要限制因素之一。棉花苗期对土壤缺磷较为敏感,而对磷素更敏感的部分是棉花根系的侧根和根毛,这是棉花吸收磷的主要部位。目前,对缺磷环境下棉花根系发育动态、寿命及与地上部关系的研究尚不清晰。本研究采用自制的RhizoPot原位根系观测装置,以“农大棉10号”（ND）和“冀棉315”（JM）为试验材料,开展棉花幼苗在缺磷（PD,3.09 mg.kg-1）和适磷（PR,133.09 mg·kg-1）条件下的根系表型动态研究。通过测定棉花在2个磷处理下的地上部和根系表型的动态指标,揭示缺磷环境下棉苗根系发育动态、根毛寿命及根冠关系。主要研究结论如下:1.PD显著抑制了棉花地上部的生长发育。在50 DAS（Days after sowing,DAS）,PD条件下ND植株的株高、叶面积分别比PR条件下减少了 37.13%和62.05%;JM则分别减少了 3 8.24%、62.36%。PD还降低了棉花叶片的净光合速率和Fv/Fm,PD条件下ND植株的净光合速率和Fv/Fm分别比PR条件下减少了 11.50%和3.06%%,JM品种则分别下降了 15.32%和2.99%。2.PD处理显著降低了棉花的干重和生长势。PD处理下ND和JM植株的干重分别比PR处理减少了 67.34%和76.63%。ND和JM植株的生长势比PR条件下分别减少了 69.57%和 78.13%。3.棉花感知到土壤缺磷后,主动降低了总根长和直径,提高了比根长。PD条件下ND和JM的总根长和平均直径比PR条件下分别减少了 52.63%、24%和44.25%、29.09%。PD条件下,ND的比根长较PR条件增加了 69.13%,JM的比根长是PR处理下的2.39倍。4.PD处理抑制了根系的快速生长。在10 DAS,两个品种的根系净生长速率开始逐渐下降。在40～46 DAS,PD处理下ND和JM植株的总根生长量分别比PR处理减少了 59.90%和48%。在44～45 DAS,PD较PR处理下ND和JM植株的单位体积根长密度的差异最显著,最大差异分别为49.31%和53.87%。PR条件下的侧根平均直径为0.50～0.60 mm,PD条件下侧根直径为0.40～0.45 mm,说明侧根变细是棉花应对缺磷的策略之一。5.棉花根系通过增加侧根数量和密度对PD处理作出响应。与PR条件下的ND植株相比,PD条件下ND植株的侧根数量和侧根密度都增加了 9.44%,说明PD处理能促进棉花侧根的生长发育。ND和JM在PD处理下较PR处理的侧根角度分别增加了 1.75%和 6.50%。6.棉花为适应缺磷环境,显著提高了根毛的密度、长度和寿命。ND和JM的根毛密度在PD处理下,较PR处理分别增加了 37.33%和40.98%。两种磷处理下的平均根毛长度的差异在7 DAS达到最大,JM植物的平均根毛长度比PR增加了 63.02%,ND较PR处理增加了 125.65%。在PR和PD两个处理下,ND植株的根毛中位寿命分别为15天和23天,JM植株的根毛中位寿命分别为22天和27天,表明PD处理延长了两个棉花品种的根毛寿命。值得注意的是,JM品种的根毛较ND品种对PD处理更加敏感。7.在本研究中,缺磷首先降低了棉花根系磷、氮、钾的吸收量,进而降低了棉花地上部的磷、氮、钾的吸收量和含量。由于根系矿质营养的缺少,导致根系总长度和总表面积下降,限制了根系对营养的吸收。根系向地上部运送的矿质营养减少,地上部表现出了植株矮小,茎秆纤细,叶面积减少,光合速率下降的现象。而地上部的这些现象又限制了碳水化合物的合成,限制了养分向根系运输量,影响根系生长。根系为了尽可能多的吸取养分,增加了侧根数目、分枝密度和根毛长度、密度及其寿命,这些措施都体现了棉花的根系与地上部相互影响。综上（1）缺磷降低了棉花幼苗地上部的农艺性状和光合参数,最终影响了干物质和矿质元素的积累;降低了根系的根长、面积、体积、净生长速率、单位体积根长密度和平均直径,限制了棉株生长;（2）为适应缺磷环境,棉苗增加了侧根数量和分枝密度,扩大了根系的吸收范围;增加了根毛密度、长度,延长了根毛寿命,根系构型的这种变化提高了对磷的利用效率。以上研究结果将为棉花根系动态表型响应缺磷的机制提供依据。