磷吸收和运输absorption and translocationof phosphorus

植物从环境中摄取磷(P)以及磷从植物体的一个部位转移到其他部位的过程。土壤中的有效磷含量很低。磷肥施用后在土壤溶液中很快就变为溶解度较低的化合物，但植物根能逆浓度梯度从土壤溶液中吸收磷，说明是主动吸收。所吸收的磷可很快运到地上部。磷易于再利用。不同基因型植物对磷的利用效率不同。
根对磷的吸收 植物根吸收的磷是H₂PO^-₄或HPO^{2-4>，二者在土壤溶液中的含量因pH值而异，在pH值接近7.22时，H_2-PO₄及HPO₄2-的含量很接近，pH值低于7.22时则主要是H₂PO-₄形态，所以土壤中多是H₂PO-₄态磷。
植物根能从很稀的土壤溶液中吸收磷，通常根细胞及木质部汁液中的含磷量约高于土壤溶液100～1000倍，是逆浓度梯度吸收，需要供应代谢能，植物根具有很有效的H+泵ATP酶，可以将磷泵入共质体以及泵入液泡，其机理可能如图所示，质膜H+泵ATP酶泵出 H+到质外体，通过无机磷酸盐(Pi)载体，Pi与H+共运输(cotransport)到质膜内。质外体内的 pH 不 仅控 制H₂PO-₄的浓度，而且调节其吸收机理，低pH值促进Pi运入质膜内。
大部分 H₂PO-₄的吸收是通过根毛区。根毛区着生大量根毛，使根对Pi的吸收面大为增加，且根毛区已成熟，输导组织已形成，Pi吸收后即可运到地上部。}

根主动吸收磷的机理示意
Car为Pi载体

磷在根内的径向运输 根系周围土壤溶液中的磷可通过扩散进入根的质外体(apoplast)。质外体是根部原生质外面的细胞壁和细胞间隙所连成的整体，根部皮层有较大的细胞间隙，根周围土壤溶液中的离子即可扩散入内。通过主动吸收，Pi可从根毛、根表皮细胞或根皮层细胞的质外体进入根内共质体(symplasm)。共质体由根细胞的原生质通过胞间联丝相互连接而成。Pi吸收到根共质体后可借扩散及原生质流动在根内转运；磷从根毛或根表皮细胞径向运往皮层，既可通过质外体途径，又可通过共质体途径；由于内皮层有凯氏带(casparian strip)，它具有疏水性，水分及溶质均不能透过，且内皮层细胞排列紧密，所以皮层中的磷只能通过胞间联丝由共质体进入中柱，磷进入中柱后又从木质薄壁细胞卸出到导管。导管周围的木质薄壁细胞有的形成转移细胞，可促进木质薄壁细胞中的磷运入导管。
磷在植物体内的运输和分配 根吸收的磷运入根部导管后，即可随蒸腾液流很快运至地上部。磷很易再利用，再利用的磷是通过韧皮部运输。可用32P示踪，测定其在植物体内的运输和分配情况。不同供磷水平植株中，磷的分配方式不同，在缺磷植株内根保留了其所吸收的大部分磷，花序发育所需的磷主要来自茎、叶中磷的再利用；适当供磷的植株内，根只保留其所吸收的磷的一小部分，在生殖器官发育时，茎、叶中的磷大部分可再利用；在高水平供磷的植株内，根吸收的磷在茎、叶内大量积累，直到衰老时大部分的磷仍保留在茎、叶中。
根吸收磷的自动调节 当土壤中的磷缺乏时，植物的根长及根毛长度均增加，根的半径减小，而每单位重量的根的长度增加，这样可使植物在缺磷的土壤中仍能吸收到较多的磷，因为磷在土壤中的扩散速度很慢，增加根及根毛长度就增加了吸收磷的机会；根的半径减小可使根吸收的磷更快地径向运输到根部导管。
不同基因型植物的自动调节能力不同，所以对磷的利用效率也不同，根的形态是一重要因子。在缺磷时，光合产物运到根系的比例增加，引起根的相对生长速度增高，使根/冠比增加，可调节磷的吸收和利用。
土壤环境条件对磷吸收的影响 植物根生长在土壤中，由于根系的生理活动，可使根周围土壤环境条件改变，反过来土壤条件又影响植物根对磷的吸收。当根对阳离子吸收量超过阴离子时，根排出H⁺，使根系周围的土壤pH降低。可增加土壤中磷的溶解度，促进磷的吸收；当阴离子吸收量超过阳离子时，根周围土壤pH值增高，则减低磷的溶解度，影响磷的吸收。
土壤温度增高使植物根吸收到更多的磷，土温降低时则反之，这是由于以下因子的影响：❶土温增高时，土壤溶液中磷的浓度提高，在10～40℃范围内，土温每增高1℃，土壤溶液中磷的浓度甚至可增加4%；土温增高可使磷扩散到根的速度加快；
❷土温增高时根及根毛的相对生长速度增高；
❸根系呼吸也因土温提高而加强，促进磷的主动吸收。