棉花膜下滴灌技术是滴灌技术和地膜栽培技术的结合，它可使田间土壤带状湿润，不仅增温、保墒、节水，而且通气性好，为棉花的根系生长提供良好的水、热、气等田间土壤环境，促进棉花高产，提高棉花水分利用率。利用其可控性强和局部灌溉等特点，通过对根区土壤湿度的调控，获得较好的水、热、气耦合关系。这不仅能提高水分利用率，也能提高棉花的产量。本文采用小区试验，设置90％θ_f、75％θ_f、60％θ_f(田间持水率θ_f)三个土壤湿度水平和覆透光膜、黑色膜及不覆膜三种覆盖方式，在棉花苗期至吐絮期监测棉田土壤水分和土壤温度及棉花根系和地上部生长状况。利用土壤含水率和土壤通气性的换算关系，分析了滴灌棉田根区土壤水热气环境状况的变化特征，同时分析了这些因子对棉花根系的吸水特征、生长与分布以及对地上部生长的影响过程。得出以下的结论：(1)同一覆膜条件下，90％θ_f水分处理土壤水分不随棉花耗水而波动；75％θ_f和60％θ_f水分处理的土壤水分随灌水和作物耗水而波动，其中60％θ_f水分处理下植株存在明显水分胁迫。0-30cm土层含水率波动很大，是棉花根系的主要吸水层。田间宽窄行和膜外水分差异明显，整体呈带状分布。75％θ_f水分处理的土壤含水率垂直方向上的变化范围几乎是对称分布，水分状况较为理想；而60％θ_f水分处理的下层土壤含水率状况偏低，90％θ_f水分处理的上层土壤含水率状况偏高。(2)在棉花盛蕾期水分处理前，由于棉花冠层覆盖率低，透光膜覆盖下的地表温度日变化比黑色膜覆盖下的地表温度日变化剧烈，覆膜对土壤的增温效应显著。水分处理后，在初花期后棉花冠层大，覆膜的增温效应不明显，而土壤水分状况是影响田间温度差异主要因素。土壤温度随含水率的增高而降低，同时也随土壤深度的增加而降低。(3)土壤通气孔隙度随着土壤体积含水率的增加而减小。同一覆膜下，60％θ_f处理的土壤通气性最好，其次是75％θ_f，土壤通气性最差的是90％θ_f。(4)棉花生育期耗水量随土壤水分的增大而增大，而耗水高峰出现的时间则随土壤水分的增大而推后。各水分处理下棉花窄行根区耗水层主要集中在0-30cm，且耗水强度随深度递减。在适宜土壤含水率范围内，棉花根系生长快且根重大，而土壤水分超过棉根适宜生长范围，根系生长缓慢且根重小。随着生育期的推后，根重随入土深度增加而下降幅度变小。75％θ_f处理下水分供应正常，棉株根重随入土深度而下降的幅度小；而90％θ_f处理下的棉株根重随入土深度而下降的幅度则很大。各处理下棉花根系主要分布在窄行和膜内土壤中，膜外根量很少。(5)叶面积指数随着土壤含水率水平的增高而增大。各处理间的棉花单叶光合速率均在盛花期最大，差异不明显。同一覆膜条件下根冠比随着土壤含水量的增加而减少。(6)同一覆膜下，90％θ_f水分处理下的土壤始终保持充足的水分供应状态，土壤通气不良，根系吸水层土壤温度很低，不利于根系的生长发育。60％θ_f水分处理下，土层土壤通气性好，根系吸水层土壤温度高，但土壤水分供应不充足，影响棉花根区正常耗水和地上部生长，因而产量也不高。而75％θ_f水分处理下的棉花根系处在适宜水热气环境中，单株发育良好，因此产量最高。各处理的水分利用效率随土壤水分的增大而降低。