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【目的】以广西为首的亚热带甘蔗主产区由于受到土壤酸化的影响，耕地土壤有效磷普遍缺乏。探究甘蔗根系形态和分布特征的基因型差异及其与磷效率之间的关系，可为从根系构型方面进行甘蔗磷效率的遗传性状改良提供理论基础。【方法】以一个磷高效基因型ROC22（RO）和两个磷低效基因型Co285（CO）、Phil72-445（PH）为材料，设置低磷和正常磷两个处理。通过水培和土培试验比较不同基因型的生长和磷吸收差异；通过水培试验和根系动态观测探究甘蔗根系形态和根系空间分布与磷高效吸收的关系。【结果】水培试验中RO的相对生物量和相对磷积累量分别比CO高54%和131%，比PH高166%和320%，而在土培试验中分别比CO高97%和50%，比PH高232%和96%。低磷处理下，CO和PH的各项根系参数都有所下降，而RO的比根长、比根表面积、比根体积和比根尖数均极显著增加，分别比正常磷高182%、234%、296%和143%。相比正常磷，低磷条件下CO和PH在浅层（0-25 cm）的根长密度分别有少量的增加或减少，浅层根长密度占比较低（42%-44%），而RO在浅层的根长密度增加较多，且浅层根长密度占比较高（51%）。相关性分析结果显示，低磷条件下影响甘蔗生长和磷吸收的关键指标是比根长和浅层根长密度。【结论】磷高效基因型RO通过促进侧根生长，增加单位根系的数量、表面积和体积；调节根系空间分布，增加浅层土壤的根系密度和占比，进而增加根系与土壤磷的接触范围，从表土中吸收更多磷来应对低磷胁迫。