磷（P）是限制作物生长最重要的营养元素之一,传统农业生产往往投入大量磷肥以获取更高的产量,但过量施用磷肥不仅会降低磷肥利用效率,还会导致严重的环境问题。因此,改善作物对磷素的吸收与利用可以推动集约化农业的可持续发展。间作是改善土壤磷素吸收利用的重要农艺手段,在低磷土壤中,间作可以通过调控地下根系和根际过程提高作物的产量与经济效益。此外,在东北农牧交错带存在着大面积的盐碱化低磷土地,严重限制了作物对磷素的吸收和作物的生长。因此,在东北农牧交错带轻度盐碱化低磷土壤上,通过施磷和不同间作模式探究间作作物的磷素吸收利用的潜力,阐明根系构型和菌根侵染对提高间作作物产量和磷素吸收利用的根系-土壤互作机理,对东北农牧交错带可持续发展具有重要意义。本研究选取东北地区广泛种植的一年生作物玉米（Zea mays L.）与多年生优质牧草紫花苜蓿（Medicago sativa L.）为研究对象,分别进行了野外大田和温室盆栽试验。野外大田试验采用随机裂区设计,主区包括两个磷水平,分别为不施磷（P0）和施加磷肥（P1）,副区包括两种单作种植模式分别为MM模式（单作玉米）、MA模式（单作紫花苜蓿）,以及三种不同种植比例的玉米/紫花苜蓿间作种植模式:IMA23模式（两行玉米和六行紫花苜蓿间作,间作距离为30 cm）;IMA42模式（四行玉米和六行紫花苜蓿间作,间作距离为20 cm）;IMA43模式（四行玉米和六行紫花苜蓿间作,间作距离为30 cm）。每个处理重复四次。温室盆栽试验分为两种磷水平:不施加磷肥（P0）和施加磷肥（P1）,两种根系分隔方式分别采用塑料膜分隔（PS）和不分隔（NS）,以及两种接种水平分别为每盆接种200 g菌剂（F1）和接种200 g灭菌菌剂（F0）,该实验接种的菌剂是由沙子、土壤、园艺蛭石和珍珠岩混合培养的摩西球囊霉菌（Glomus mosseae,GM）。通过四年田间试验和一年温室盆栽试验,探究了玉米/紫花苜蓿间作系统中根系构型和菌根侵染如何协同提高作物磷素的吸收和利用,及其能否持续稳定地提高间作系统产量,研究旨在丰富和发展间作体系作物磷素高效利用的根系-土壤养分互作理论。本研究的主要结果如下:（1）相比单作玉米（MM）和单作紫花苜蓿（MA）,三种玉米/紫花苜蓿间作模式在轻度盐碱化低磷土壤中均提高了间作系统的总产量,但不同磷水平增加的幅度不同。在低磷水平下,单作玉米和紫花苜蓿的4年平均总产量分别为3.2t ha-1和4.6 t ha-1,间作IMA23、IMA42和IMA43模式总产量分别为5.3 t ha-1、5.5 t ha-1和6.1 t ha-1,三种间作模式4年平均值比单作玉米（MM）增加了66%-91%,比单作紫花苜蓿（MA）增加了15%-33%;在高磷水平下,单作玉米和紫花苜蓿4年的平均总产量分别为4.9 t ha-1和6.4 t ha-1,间作IMA23、IMA42和IMA43模式总产量分别为6.6 t ha-1、6.8 t ha-1和7.7 t ha-1,三种间作模式4年平均值比单作玉米增加了35%-57%,比单作紫花苜蓿增加了3%-20%。上述结果表明施加磷肥后所有种植模式下玉米和紫花苜蓿的总产量均增加,增加幅度为24%-53%,同时,玉米/紫花苜蓿间作系统的变异系数更低且可持续性产量指数更高,说明间作系统在施加磷肥后更加稳定和可持续。无论磷水平高低,间作系统产量的增加主要是由于间作系统中紫花苜蓿产量比单作产量大幅度增加,远高于间作后玉米产量的少许降低。间作系统的土地当量比（LER）为1.11-1.56,说明轻度盐碱地上玉米/紫花苜蓿间作系统具有显著优势。（2）在低磷水平下,单作玉米和紫花苜蓿的总磷素吸收量平均分别为7.0 kg ha-1和9.4 kg ha-1,三种间作模式总磷素吸收量比单作玉米增加了63%-101%,比单作紫花苜蓿增加了21%-50%。在高磷水平下,单作玉米和紫花苜蓿的总磷素吸收量平均分别为12.2 kg ha-1和14.8 kg ha-1,三种间作模式总磷素吸收量比单作玉米增加了43%-75%,比单作紫花苜蓿增加了18%-45%。在玉米/紫花苜蓿间作系统中,紫花苜蓿对磷素的竞争能力（CRP）是玉米的1.2-4.0倍,使IMA23、IMA42和IMA43模式紫花苜蓿的磷素吸收量在两种磷水平下相比单作平均分别提高了55%、110%和132%,而玉米磷素吸收量则分别降低了38%、9%和2%,使间作系统的总磷素吸收量显著增加。温室试验结果表明,根系不分隔处理的总磷素吸收量显著高于根系分隔处理。田间试验和温室试验结果均表明,与不施磷相比,施磷后玉米和紫花苜蓿的总磷素吸收量显著增加,增加幅度为34%-55%。（3）在轻度盐碱地上玉米/紫花苜蓿间作抑制了间作玉米的根系的生长,但对间作紫花苜蓿根系生长具有促进作用。在玉米/紫花苜蓿间作系统中,作物的根系形态特征与其土壤水分含量呈显著正相关关系,与单作相比,间作玉米的土壤水分含量降低了8%-20%,导致间作玉米的冠根根长、表面积、体积、数量和干重在不同磷水平下均显著降低,降低范围为15%-33%,而间作紫花苜蓿的土壤水分含量增加了10%-23%,使间作紫花苜蓿的主根表面积、体积、干重和直径以及侧根根长、表面积、体积、数量和干重比单作紫花苜蓿均显著增加,增加范围为20%-75%。同时,玉米/紫花苜蓿间作抑制了玉米在表层土壤中的根系分布,三种间作模式的玉米的根长密度在表层土壤中平均降低了25%,而间作系统中紫花苜蓿根长密度在各土层的根系分布都增加,使得间作紫花苜蓿在水分和磷素吸收利用方面更具有竞争优势。（4）玉米/紫花苜蓿间作能够促进间作玉米和紫花苜蓿的菌根侵染水平,其中IMA42模式的玉米菌根侵染强度和土壤菌丝密度相比单作有所提高,在低磷水平下分别提高了6%和12%,高磷水平下分别提高了6%和9%;三种间作模式的紫花苜蓿菌根侵染强度、泡囊丰度和土壤菌丝密度相比单作模式均显著增加,在低磷水平下分别平均提高了26%、20%和8%,高磷水平下平均提高了17%、67%和17%。温室试验结果表明,在接种菌根真菌后,玉米和紫花苜蓿在根系不分隔处理种菌根侵染强度和泡囊丰度显著高于根系分隔处理。田间试验和温室试验结果表明,施磷显著抑制了玉米和紫花苜蓿的菌根侵染水平。（5）综合分析根系构型和菌根指标对间作玉米和紫花苜蓿磷素吸收利用的相对贡献结果表明,无论磷水平高低,间作玉米冠根表面积是间作玉米的磷素吸收利用的主要限制因子。但紫花苜蓿在不同磷水平下影响磷素吸收利用的主要根系形态指标不同,在低磷水平下,间作紫花苜蓿侧根表面积的增加是间作紫花苜蓿的磷素吸收利用提高的主要因素;而高磷水平下则主要受侧根数量影响。因此,与菌根特征相比,根系构型对间作系统磷吸收利用起着更为关键的作用。综上所述,东北农牧交错带轻度盐碱化低磷土地上,玉米/紫花苜蓿间作系统能够通过根系构型和菌根侵染协同提高产量和磷素吸收量,具有显著的间作优势,施加磷肥后间作系统更加稳定和可持续。不同种植模式中,IMA43模式的土地当量比、产量和磷素吸收量最高,为最优模式。这种间作优势产生的主要是由于间作系统中紫花苜蓿的侧根表面积和侧根数量的显著增加,进而显著增加了紫花苜蓿的产量和磷吸收量。这些研究从根系-土壤养分互作的视角揭示了玉米/紫花苜蓿间作磷素竞争和补偿之间的权衡协调关系,为东北农牧交错带盐碱退化土壤中玉米/紫花苜蓿间作系统的实施与推广提供理论依据。