棉花(Gossypium hirsutum L.)是一种重要的纤维经济作物,以往对于棉花获取磷(P)相关的根系性状(包括菌根根系性状)的研究较少。我们采用1950年至2013年在中国西北地区使用的8个棉花品种在3种磷供应水平下(分别为0、50和300 mg KH2PO4 kg-1),研究了接种或者不接种丛枝菌根真菌Funneliformis mosseae棉花的生长和11个根系性状特征。结果表明:与老品种相比,新品种的根系直径更细,地上部吸收的磷更少,苗期生物量更低。这表明育种过程选择了更细的根系,菌根真菌定殖的皮层空间更少,因而增加了对供磷强度的更高需求。在两个低磷水平下,菌根植物比非菌根植物吸收更多的磷,产生更多的生物量(在P0时,3.2 mg对0.9 mg,1.8 g对0.9 g;在P50时,14.5 mg对1.7 mg, 4.7 g对1.6 g)。在最高磷水平下,菌根植物比非菌根植物获得更多的磷(18.8 mg对13.4 mg ),但生物量没有差异(6.2 g对6.3 g)。在中等供磷(P50)水平下,根系直径与菌根植物地上部生物量、磷浓度和磷含量呈显著正相关。我们的结果支持了植物获取磷的外包模式(即借助菌根途径)在根系经济学空间框架中的重要性。在过去的几十年里,育种使得棉花的根系更细、从菌根途径获益更低,这导致了在中等磷供应并有菌根侵染条件下,老品种的生物量显著大于新品种的生物量。未来棉花品种选育的策略要考虑到在根系自身吸收磷的能力和发挥菌根吸磷能力之间的权衡(即根系性状与菌根性状的权衡),以便选育出在中等磷肥投入条件下实现高产的品种。