【目的】养分异质性存在于自然土壤或农田土壤,探讨不同基因型棉花根系对异质性养分的响应,对提高棉花磷利用效率具有重要意义。【方法】本试验在土培条件下,设磷均质供应和磷局部供应两种供磷方式,根箱自上而下分为三层（上层0—20 cm、中层20—40 cm、下层40—60 cm）。磷均质供应方式下根箱每一层的磷肥用量均为P₂O₅ 100 mg/kg,磷局部供应方式下磷肥用量为P₂O₅ 300 mg/kg,全部集中施在中层（20—40 cm）,上下两层均不施磷,两种供磷方式下氮钾肥均按N 150 mg/kg和K2O 5 mg/kg均匀加入至根箱各层（施钾量按75k g/h m 2计算）,利用根箱分层研究2种基因型棉花根系对局部供磷（2 0—4 0c m）响应的差异。【结果】局部供磷能显著改变棉花的根系形态,磷低效基因型‘新陆早13号’和磷高效基因型‘新陆早19号’总根长、根系表面积、根系总体积、比根长、中层细根长度分别增加了38.0%、41.9%、97.6%、27.3%、35.9%和34.5%、21.7%、39.0%、22.5%、42.8%。棉花对局部供磷的响应存在基因型差异,磷高效基因型‘新陆早19号’的总根长、根系表面积、根系总体积、比根长、中层细根长度均显著高于磷低效基因型‘新陆早13号’,分别是磷低效基因型‘新陆早13号’的1.23、1.31、1.73、1.07、1.30倍。主成分分析表明,棉花根系的可塑性主要受养分供应方式影响,而根系的基本构架主要受基因型控制。偏最小二乘回归分析表明,总根长、中层（20—40 cm）细根（0—0.4 mm）长度、根系表面积和根系总体积的VIP值超过1,对地上磷吸收起着明显重要的作用,其中中层（20—40 cm）细根（0—0.4 mm）长度10%的增加量可以引起地上部磷吸收2.33%的增加,即中层（20—40 cm）细根（0—0.4 mm）长度对植株磷吸收的贡献最大。【结论】在局部供磷区,磷高效基因型棉花具有更高的环境适应能力。对于高效和低效基因型,都应采取局部供磷的方式,优化根系分布和生长,提高棉花获取异质性磷养分的能力,以发挥棉花的最大生物学潜力,提高养分利用率,减少肥料用量,保护生态环境。