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目的:覆膜是新疆棉花种植的关键技术,但长期使用加之回收率低,导致残膜污染严重,已成为限制新疆棉花可持续发展的主要因素之一。无膜棉能从源头上解决残膜污染问题,但其水肥流失较快,失去了增温保湿效应。我们假设早熟品种、高密度、深层滴灌下优化滴水量可以弥补因不覆膜对棉花生长的负面影响。方法:本研究于2019—2020年在农业农村部作物高效用水实验观测站,以早熟棉新陆早74号（Gossypium hirsutum L.）为试验材料,滴灌带埋深15 cm,设5个滴水量处理:2649 m~3/hm~2（W1）;2925 m~3/hm~2（W2）;3201 m~3/hm~2（W3）;3477 m~3/hm~2（W4）;3753 m~3/hm~2（W5）,开展根区土壤含水率、温度、盐分、p H值及冠层结构、光分布、温度、湿度和干物质累积与分配、产量对滴水量响应的研究。结果如下:1.研究了棉花根区水分、温度和盐分浓度变化规律。结果表明:土壤含水率盛花期前W5＞W4＞W3＞W2＞W1,盛铃期后处理间无差异,但较盛花期前降低21.2%～35.0%（P＜0.05）。W4土壤温度较其他处理高0.3%～1.2%。W4处理土壤p H值在初花期前0～30 cm土层和盛铃期后＞10～20 cm土层较其他处理分别低0.1%～0.8%和0.6%～1.3%。W3处理土壤电导率0～30 cm土层较其他处理高6.4%～19.4%（P＜0.05）。相关分析表明,20 cm土层土壤温度与含水率间呈极显著负相关关系、与电导率间呈显著正相关关系,花期0～30 cm土层土壤电导率与土壤p H值间呈显著或极显著负相关关系。2.研究了棉花冠层微环境对滴水量的响应。结果表明:随滴水量增加,冠层PAR透过率降低4.1%～18.7%。W4处理叶面积指数、叶倾角比其他处理高1.4%～22.3%、0.3%～8.7%,与W1、W2处理差异显著,冠层平均温度比其他处理低0.2%～2.2%、湿度比其他处理高0.6%～2.9%。相关分析表明,冠层PAR透过率与土壤含水率、叶面积指数、叶倾角、冠层湿度呈极显著负相关关系,与冠层温度呈极显著正相关关系;20 cm土层盐分积累与冠层最低温度、PAR光透过率、叶倾角呈显著负相关关系。3.研究了棉花干物质积累与分配及产量对滴水量的响应。结果表明:随滴水量增加,棉花总干物质和蕾花铃干物质重增加7.6%～45.9%和22.0%～54.1%（P＜0.05）。棉花籽棉产量2020年较2019年增加45.6%～65.5%（P＜0.05）,其中W4处理较高,较其他处理增加4.1%～10.3%（P＜0.05）。棉花纤维品质在处理间未达到显著差异。无膜密植、深层滴灌棉花根区、冠层微环境指标（Xi）对产量（Y）的最优回归方程:Y=27218.720-125.705X55-723.081X60-919.771X68+25.386X99+170.137X104-1854.187X113+552.406X120,决定系数R~2为0.993。由回归方程可知,蕾期30～40 cm土层根区土壤温度、蕾期叶面积指数、初花期10 cm土层土壤p H值、盛铃后期冠层PAR光透过率、吐絮期冠层温度和湿度对产量性状有直接作用,且作用显著。结论:因此,无膜高密度、深层滴灌条件下,当滴水量为3477 m~3/hm~2时,有利于营造适宜棉花生长的根区（尤其是＞10～20 cm土层）温度、盐分环境以及冠层结构、光分布、温湿度环境,进而促进棉株地上部干物质积累和分配,在不显著降低棉花品质的同时,籽棉产量达到4873 kg/hm~2,实现干旱区棉花清洁、高效生产的目标。