黄土高原是我国典型的雨养农业区,水分缺乏和石灰性土壤碳酸钙含量较高,限制了该地区土壤磷素利用效率的提升。优化施肥措施可通过调控根际过程,提高根系对磷素的吸收利用,实现磷素的高效利用。本研究在黄土高原雨养农业区陕西省长武县设置三年的田间定位试验,分析了玉米根系、地上部生物量及其养分含量,土壤碱性磷酸酶活性、p H值、速效磷、丛枝菌根侵染率、根系形态（总根长,根体积,根表面积,细根长）以及根际土壤微生物群落结构多样性及其组成,探究在雨养农业区磷肥减施的可行性以及实现磷素高效利用的优化施肥方式和机制,以期为该地区春玉米磷肥的高效利用提供依据。获得以下结果:1. 在黄土高原典型的雨养农业区,在当前的农户施磷量（P₂O₅ 120 kg/hm²）的基础上,磷肥施用量减少42%,对春玉米的籽粒产量和地上部生物量无显著影响。农户模式下春玉米三年的平均产量和生物量分别为12325、22381 kg/hm²,减磷模式（P₂O₅70 kg/hm²）下春玉米三年平均产量和生物量分别为12171、21832 kg/hm²,条施模式（磷肥减量并条施）下春玉米三年平均产量和生物量分别为11992、21769 kg/hm²,硫酸铵模式（磷肥减量并用硫酸铵替代尿素）下春玉米三年平均产量和生物量分别为12161、22103 kg/hm²。2. 减磷模式较农户模式相比,成熟期玉米籽粒磷含量和吸收量显著降低,降幅分别为9.5%和11.4%;耕层土壤速效磷含量降低;四叶期根际土壤细菌群落的多样性以及丰富度降低,在属水平上的微生物类群数显著降低。但减磷模式磷肥偏生产力显著提高69.9%,磷肥回收利用率提高4.3个百分点。减磷模式促进了苗期玉米根系生长,且AM真菌的侵染率显著提高20%,厚壁菌门Firmicute、微球菌目Micrococcales、黄杆菌属Arthrobacter和溶杆菌Lysobacter的相对丰度显著增加。3. 较农户模式相比,条施模式显著提高磷肥偏生产力66.0%,且提高了耕层土壤速效磷含量,促进了根系的生长,提高了根际土壤细菌的多样性指数,芽孢杆菌门Gemmatimonadetes、黄色单胞菌目Xanthomonadales、溶杆菌Lysobacter的相对丰度显著增加。但条施模式三年平均籽粒磷含量和磷累积量较农户模式分别显著降低13.0%和17.3%。4. 与农户模式相比,硫酸铵模式磷肥偏生产力显著增加68.9%,磷肥回收利用率提升7.2个百分点,差异达显著水平;四叶期和五叶期,硫酸铵模式的根长、根表面积、直径在0-0.5 mm范围内的细根长分别增加了13.9%-15.8%、8.6%-46.1%、10.9%-30.0%;AM真菌的侵染率增加16.3%-21.5%;β-变形菌目Betaproteobacteriales、黄色单胞菌目Xanthomonadales、溶杆菌Lysobacter,鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas相对丰度显著增加。综上,在雨养农业区春玉米种植过程中,在当前农户施磷量的基础上（P₂O₅ 120kg/hm²）将磷肥用量减少至玉米磷素需求量（P₂O₅ 70-75 kg/hm²）是可行的,即能保证玉米的籽粒产量以及地上部生物量不降低,而且还能显著提高磷肥偏生产力。硫酸铵替代尿素通过促进根系生长、增加AM真菌的侵染程度、改变根际土壤优势物种的相对丰度,在磷肥施用量减少的情况下保证了玉米籽粒的磷含量和磷累积量不降低,显著提高了磷肥回收利用率,实现了磷素的高效利用。因此,可在当地春玉米生产中推广使用。