膜下滴灌是先进的栽培措施与节水技术相结合的产物。本研究旨在探讨膜下滴灌的节水、高产机理，膜下滴灌的作物需水量、需水规律及调亏灌溉下的作物蒸腾量。2000年4-9月在新疆石河子121团炮台试验站的试验地上进行了系统的膜下滴灌实验。观测了各处理灌前、灌后的土壤水分、作物生长状况（株高、根长、叶面积、茎粗、花、蕾、铃、果枝数）、作物的冠层温度，挖剖面观测了灌水24小时后湿润体的大小等项目，并对各小区处理进行了最终测产。根据观测资料，分析了不同滴头流量下湿润体的大小及其变化规律，得出了加大滴头流量有利于加长湿润体水平距离与垂直距离，但降低了垂直距离与水平距离的比值。作物生长及产量与土壤的供水有着密切的关系，本文通过分析各处理计划湿润层内生育阶段的土壤含水率动态变化及其对作物生长及产量的影响，认为平稳的土壤含水率动态变化有利于作物的最终高产。棉花生育阶段的耗水量、耗水模数、日耗水强度是制定灌溉制度的重要依据。根据试验研究结果，棉花生育阶段的耗水量，苗期43.02-54.34mm；蕾期61.2-99.65mm；花铃前期108.34-135.45mm；花铃后期91.87-142.27mm；全生育期的耗水量变化幅度为304.79-426.44mm；日耗水强度苗期1.388-1.75mm/d；蕾期3.06-4.98mm/d；花铃前期5.09-6.67mm/d；花铃后期3.06-4.64mm/d。作物作为一个整体，器官间的协调关系对最终产量有较大的影响，研究表明：株高、叶面积与总生物量成二次抛物线关系，作物的根长与株高成较好的幂指数关系。干铃重随茎、叶、根重的增加而增加，但到一定程度后却随之下降。通过分析不同处理对作物生长及产量的影响，确定出最佳的灌水处理，在苗期正常灌水，蕾期、花铃前期、花铃后期分别较常规灌水周期延长1天、0.5天、1天有利于提高产量。另外在苗期较常规灌水周期延长2天，蕾期正常灌溉，花铃前期、花铃后期较常规灌水周期分别推后0.5天、1天，使最终的皮棉产量达到最高。本文还分析膜下滴灌产量及水分利用效率与全生育期耗水量（ET）的关系，结果表明，WUE的最高点对应ET为338mm,小于产量Y的最高点对应的400mm。在Jensen模型的基础上,应用动态规划方法分析优化了膜下滴灌棉花最优灌水模式。对膜下滴灌作物水分亏缺的诊断进行了研究，测定了不同水分下的覆膜滴灌棉花的作物水分胁迫指标CWSI及冠-气温差 Ta-Tc的日变化，并拟和了CWSI、Rn VPD、θ、Ta-Tc的多元线形回归关系。 膜下滴灌是一种节水、高产的栽培与灌溉方式，但由于其一次性投资及运行费用较高，大面积推广却有一定的难度。为了进一步降低投资，探索节水、高产的毛管布置方式，在试验区进行了140双管、110单管、140单管不同毛管布置方式的试验研究，从一定流量下湿润体的大小入手，分析了不同毛管布置方式的经济可行性，110单管、140单管膜下滴灌棉花阶段耗水量、日耗水量及单管不破膜的提墒作用，并对110单管、140单管内外行棉花的作物生长状况和最终的产量、品质进行分析比较研究。初步认为在砂壤土上110单管灌水390mm已经基本满足膜下滴灌棉花的生理需水，而且具有明显的增收优势。